JP2016025108A - Wavelength conversion type sealing layer and solar battery module using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に太陽電池用途に好適である波長変換型封止材層、ならびに、上記波長変換型封止材層を用いた太陽電池モジュールに関する。より詳しくは、発電に寄与しない波長域の光を発電に寄与する波長域の光に波長変換することにより発電効率を高くしうる太陽電池モジュール、および、それに用いる波長変換型封止材層に関する。 The present invention relates to a wavelength conversion type sealing material layer particularly suitable for solar cell applications, and a solar cell module using the wavelength conversion type sealing material layer. More specifically, the present invention relates to a solar cell module that can increase power generation efficiency by converting the wavelength of light that does not contribute to power generation into light of a wavelength range that contributes to power generation, and a wavelength conversion type sealing material layer used therefor.
太陽エネルギーの利用により、従来の化石燃料に対する有望な代替エネルギー源が提供され、したがって、太陽エネルギーを電気に変換することができるデバイスの開発、たとえば、光起電デバイス(これはまた、太陽電池として知られている)などの開発が近年では大きく注目されている。いくつかの異なるタイプの成熟した光起電デバイスが開発されており、これらには、例をいくつかあげると、シリコン系デバイス、III−VおよびII−VIのPN接合デバイス、銅−インジウム−ガリウム−セレン(CIGS)薄膜デバイス、有機増感剤デバイス、有機薄膜デバイス、ならびに、硫化カドミウム/テルル化カドミウム(CdS/CdTe)薄膜デバイスが含まれる。これらのデバイスに関してのより詳細が、文献などに見出され得る(たとえば、非特許文献1参照)。しかしながら、これらのデバイスの多くの光電変換効率は依然として改善の余地があり、この効率を改善するための技術を開発することが、多くの研究者にとっては進行中の課題である。 The use of solar energy provides a promising alternative energy source for conventional fossil fuels, and therefore the development of devices that can convert solar energy into electricity, eg, photovoltaic devices (which also serve as solar cells In recent years, much attention has been paid to the development of such products. Several different types of mature photovoltaic devices have been developed, including silicon-based devices, III-V and II-VI PN junction devices, copper-indium-gallium, to name a few. -Selenium (CIGS) thin film devices, organic sensitizer devices, organic thin film devices, and cadmium sulfide / cadmium telluride (CdS / CdTe) thin film devices. More details regarding these devices can be found in the literature (see, for example, Non-Patent Document 1). However, many photoelectric conversion efficiencies of these devices still have room for improvement, and the development of techniques to improve this efficiency is an ongoing challenge for many researchers.
上記変換効率の向上のため、入射光のうち光電変換に寄与しない波長(たとえば、紫外線領域)を光電変換に寄与する波長に変換する、波長変換機能を備えた太陽電池が検討されている(たとえば、特許文献2等参照)。上記検討では、蛍光体粉末を樹脂原料と混合して、発光性パネルを形成する方法が提案されている。 In order to improve the conversion efficiency, a solar cell having a wavelength conversion function that converts a wavelength (for example, an ultraviolet region) of incident light that does not contribute to photoelectric conversion into a wavelength that contributes to photoelectric conversion has been studied (for example, , See Patent Document 2). In the above study, a method for forming a light-emitting panel by mixing phosphor powder with a resin raw material has been proposed.
光起電デバイスおよび太陽電池において使用される波長変換無機媒体がこれまで開示されているが、ホトルミネセンス性有機媒体を光起電デバイスにおいて効率改善のために使用することに関する研究はほとんど報告されていない。無機媒体とは対照的に、有機媒体の使用が、有機材料は典型的にはより安価であり、かつ、使用することがより容易であり、このことから、有機材料がより良好な経済的選択の1つになるという点で注目されている。 While wavelength converting inorganic media used in photovoltaic devices and solar cells have been disclosed so far, little work has been reported on the use of photoluminescent organic media in photovoltaic devices to improve efficiency. Not. In contrast to inorganic media, the use of organic media is typically cheaper and easier to use, which makes organic materials a better economic choice. It is attracting attention in that it becomes one of these.
また、従来の波長変換無機媒体では、波長変換の程度(波長変換の効率や変換前後の波長のシフト幅)が十分ではなかった。また、たとえば、単に波長変換媒体の層を複数組み合わせたり、単に複数の波長変換媒体を単一層に混合配合したとしても、波長変換媒体それ自体の波長吸収の特性は、他の波長変換媒体や本来太陽電池が吸収して光電変換しえた波長までも吸収してしまい、結果として光電変換効率がほとんど向上しない、または低下してしまうという負の効果まで発現しうることが判明した。 Further, in the conventional wavelength conversion inorganic medium, the degree of wavelength conversion (the efficiency of wavelength conversion and the shift width of the wavelength before and after the conversion) is not sufficient. In addition, for example, even if a plurality of wavelength conversion media layers are simply combined or a plurality of wavelength conversion media are simply mixed and mixed in a single layer, the wavelength absorption characteristics of the wavelength conversion media itself are different from those of other wavelength conversion media and It has been found that even the wavelength that the solar cell has absorbed and photoelectrically converted is absorbed, and as a result, a negative effect that the photoelectric conversion efficiency hardly improves or decreases can be exhibited.
また、従来から用いられている無機蛍光材料や有機蛍光材料は、太陽光に曝されて劣化し、波長変換機能を著しく低下してしまう場合があった。また、太陽電池の特性に適した波長で吸収および発光することが必要だが、最適な波長に調製することが困難であった。 In addition, conventionally used inorganic fluorescent materials and organic fluorescent materials are deteriorated by exposure to sunlight, and the wavelength conversion function may be significantly reduced. In addition, it is necessary to absorb and emit light at a wavelength suitable for the characteristics of the solar cell, but it has been difficult to prepare an optimum wavelength.
本発明は、このような事情に照らし、耐久性が高く、コスト的にも有利で、発電に寄与しない波長域の光を発電に寄与する波長域の光に波長変換することにより太陽電池セルの光電変換効率を向上させることが可能な太陽電池用の波長変換型封止材層を提供することを目的とする。 In light of such circumstances, the present invention is highly durable and advantageous in terms of cost, and wavelength conversion of light in a wavelength region that does not contribute to power generation into light in a wavelength region that contributes to power generation is performed. It aims at providing the wavelength conversion type sealing material layer for solar cells which can improve a photoelectric conversion efficiency.
また、本発明は、上記波長変換型封止材層を用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 Moreover, an object of this invention is to provide the solar cell module using the said wavelength conversion type sealing material layer.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、以下に示す波長変換型封止材層、および、それを用いた太陽電池モジュールにより上記目的を達成できることを見出して、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above object can be achieved by the wavelength conversion type sealing material layer shown below and a solar cell module using the same. It came to be completed.
本発明の波長変換型封止材層は、少なくとも第1の有機物を含む第1領域と、少なくとも第2の有機物を含む第2領域とを有する波長変換型封止材層であって、
上記第1の有機物は、紫外線を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する有機物であり、
上記第2の有機物は、上記第1の有機物よりも長い波長の光を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する有機物であり、
入射光が、上記第1領域への到達に先だって、上記第2領域を通過するように配置される、ことを特徴とする。
The wavelength conversion type sealing material layer of the present invention is a wavelength conversion type sealing material layer having a first region containing at least a first organic material and a second region containing at least a second organic material,
The first organic substance is an organic substance that absorbs ultraviolet light and converts it into light having a longer wavelength than the absorbed light.
The second organic material is an organic material that absorbs light having a longer wavelength than the first organic material and converts the light into light having a longer wavelength than the absorbed light.
Prior to reaching the first region, the incident light is arranged to pass through the second region.
本発明の波長変換型封止材層を用いることにより、これまで発電に寄与せずにロスしていたより短波長域の光を長波長側に効果的に変換して発電に寄与しうる光としてより有効活用することができる。また、本発明の波長変換型封止材層は、第1の波長を有する少なくとも1つの光子を入力として受け入れて、第1の波長よりも長い(大きい)第2の波長を有する少なくとも1つの光子を出力として与え、この過程で波長変換型封止材層としての機能を発現する。 By using the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention, as light that can contribute to power generation by effectively converting light in a shorter wavelength region to the long wavelength side that has been lost without contributing to power generation so far It can be used more effectively. Further, the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention accepts at least one photon having the first wavelength as an input, and at least one photon having a second wavelength longer (larger) than the first wavelength. As an output, a function as a wavelength conversion type sealing material layer is expressed in this process.
また、本発明は上記構成を有することにより、第1の有機物(有機色素)が発光した光を、第2の有機物(有機色素)が励起に用いてさらに発光することにより、結果として紫外線を、1種類の有機色素等が変換するよりも、さらに離れた波長への可視光へと変換することができていると推測している。特に、第1の有機物と第2の有機物の各吸光および発光(蛍光)の有機的関連によって、従来の波長変換無機媒体では十分ではなかった波長変換の程度(波長変換の効率や変換前後の波長のシフト幅)を向上させることが可能となる。また、発電層のより高い感度領域の光へと変換することによって、太陽電池の出力の向上が可能となる。 In addition, the present invention has the above-described configuration, so that the light emitted from the first organic substance (organic dye) is further emitted by the second organic substance (organic dye) used for excitation. It is presumed that the light can be converted into visible light having a further distant wavelength than when one kind of organic dye is converted. In particular, due to the organic relationship between the absorption and emission (fluorescence) of the first organic substance and the second organic substance, the degree of wavelength conversion (wavelength conversion efficiency and wavelength before and after conversion) that was not sufficient with conventional wavelength conversion inorganic media ) Can be improved. Moreover, the output of the solar cell can be improved by converting the light into a light of a higher sensitivity region of the power generation layer.
特に、波長変換機能を有する層も設けても、通常、波長変換材からの発光は等方向に広がるため、太陽電池セル側だけでなく、入射光側、カバーガラス側に発光がロスしてしまうことが避けられない。入射光側、カバーガラス側に発光が向かうと、通常、その光は太陽電池セルに到達することはなく、出力向上に寄与できない。しかしながら、本発明の波長変換型封止材層を用いることにより、波長変換により発光させた場合の上記発光のロスを低減し、太陽電池セルの出力向上に寄与させることが可能となる。より具体的には、本発明の波長変換型封止材層を用いることにより、より吸収波長域が短波長側にある第1の有機物の発光のうち、入射光側、カバーガラス側に向かう発光を、そのより外側(太陽電池セルに向かわない方向、たとえば太陽電池セルから遠ざかる方向)に位置する第2の有機物が吸収し、さらに発光することにより、その一部を再び太陽電池セルに向かわせることが可能となると推測している。 In particular, even if a layer having a wavelength conversion function is provided, light emission from the wavelength conversion material usually spreads in the same direction, so that light emission is lost not only on the solar cell side but also on the incident light side and the cover glass side. Inevitable. When light is emitted toward the incident light side and the cover glass side, the light does not normally reach the solar battery cell and cannot contribute to the output improvement. However, by using the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention, it is possible to reduce the loss of light emission when light is emitted by wavelength conversion, and to contribute to the improvement of the output of the solar battery cell. More specifically, by using the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention, the light emitted toward the incident light side and the cover glass side among the light emission of the first organic substance having the absorption wavelength region on the short wavelength side. Is absorbed by the second organic substance located on the outer side (a direction not facing the solar battery cell, for example, a direction away from the solar battery cell), and further emits light, whereby a part thereof is directed again to the solar battery cell. I guess it will be possible.
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第1領域に含まれる第1の有機物は、上記第2領域に含まれる第1の有機物よりも多いものとすることが好ましい。また、上記第1領域が、上記第2の有機物を含まないものとすることができる。 Moreover, in the wavelength conversion type sealing material layer of this invention, it is preferable that the 1st organic substance contained in the said 1st area | region is more than the 1st organic substance contained in the said 2nd area | region. The first region may not include the second organic material.
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第2領域に含まれる第2の有機物は、上記第1領域に含まれる第1の有機物よりも多いものとすることが好ましい。また、上記第2領域が、上記第1の有機物を含まないものとすることができる。 Moreover, in the wavelength conversion type sealing material layer of this invention, it is preferable that there are more 2nd organic substances contained in the said 2nd area | region than the 1st organic substance contained in the said 1st area | region. Further, the second region may not contain the first organic material.
上記第1の有機物および/または上記第2の有機物の各領域での配合や分布を適宜調整することで、セルに応じたより所望の変換効率向上の設計などが容易となる。なお、上記「より多い」とは、同一化合物(同一の有機化合物など)の重量がより多いことを意味する。 By appropriately adjusting the composition and distribution of the first organic substance and / or the second organic substance in each region, a design for improving the desired conversion efficiency according to the cell is facilitated. Note that the term “more” means that the weight of the same compound (such as the same organic compound) is larger.
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第1領域と上記第2領域の間に、上記第1領域よりも上記第2の有機物をより多く含む、および/または、上記第2領域よりも上記第1の有機物をより多く含む、第3領域をもつものとすることもできうる。上記構成を有することにより、波長変換型封止材層全体としての配合や分布を適宜調整することで、セルに応じたより所望の変換効率向上の設計などが容易となる場合がある。 Further, in the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention, the second organic material is included more between the first region and the second region than the first region, and / or the second region. It can also have a 3rd area | region which contains more said 1st organic substances than an area | region. By having the said structure, the design of the desired conversion efficiency improvement etc. according to a cell may become easy by adjusting suitably the mixing | blending and distribution as the whole wavelength conversion type sealing material layer.
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第3領域において、上記第1領域により近くなるほど、上記第1の有機物をより多く含むように配置されるようにすることが好ましい。上記構成を有することにより、より効率的に、上述の波長変換により発光させた場合の上記発光のロスを低減し、太陽電池セルの出力向上に寄与させることが可能となる場合がある。 Moreover, in the wavelength conversion type sealing material layer of this invention, it is preferable to arrange | position so that it may contain more said 1st organic substances in the said 3rd area | region, so that it becomes closer to the said 1st area | region. By having the said structure, it may become possible to contribute to the output improvement of a photovoltaic cell, reducing the loss of the said light emission at the time of making it light-emit by the above-mentioned wavelength conversion more efficiently.
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第3領域において、上記第2領域により近くなるほど、上記第2の有機物をより多く含むように配置されるようにすることが好ましい。上記構成を有することにより、より効率的に、上述の波長変換により発光させた場合の上記発光のロスを低減し、太陽電池セルの出力向上に寄与させることが可能となる場合がある。 Moreover, in the wavelength conversion type sealing material layer of this invention, it is preferable to arrange | position so that it may contain more said 2nd organic substances, so that it becomes closer to the said 2nd area | region in the said 3rd area | region. By having the said structure, it may become possible to contribute to the output improvement of a photovoltaic cell, reducing the loss of the said light emission at the time of making it light-emit by the above-mentioned wavelength conversion more efficiently.
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第1領域が第1波長変換型封止材層であり、上記第2領域が第2波長変換型封止材層であるものとすることが可能である。上記構成を有することにより、より効率的に、上述の波長変換により発光させた場合の上記発光のロスを低減し、太陽電池セルの出力向上に寄与させることが可能となる場合がある。 In the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention, the first region is a first wavelength conversion type sealing material layer, and the second region is a second wavelength conversion type sealing material layer. It is possible. By having the said structure, it may become possible to contribute to the output improvement of a photovoltaic cell, reducing the loss of the said light emission at the time of making it light-emit by the above-mentioned wavelength conversion more efficiently.
また、本発明の上記第1波長変換型封止材層と上記第2波長変換型封止材層の間に、上記第1波長変換型封止材層よりも上記第2の有機物をより多く含む、および/または、上記第2波長変換型封止材層よりも上記第1の有機物をより多く含む、第3波長変換型封止材層をもつものとすることもできうる。上記構成を有することにより、波長変換型封止材層全体としての配合や分布を適宜調整することで、セルに応じたより所望の変換効率向上の設計などが容易となる場合がある。 In addition, the second organic matter is more between the first wavelength conversion type sealing material layer and the second wavelength conversion type sealing material layer of the present invention than the first wavelength conversion type sealing material layer. It can also have a 3rd wavelength conversion type sealing material layer which contains and / or contains the said 1st organic substance more than the said 2nd wavelength conversion type sealing material layer. By having the said structure, the design of the desired conversion efficiency improvement etc. according to a cell may become easy by adjusting suitably the mixing | blending and distribution as the whole wavelength conversion type sealing material layer.
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第3波長変換型封止材層が複数の層であって、上記第1の有機物をより多く含む層が、上記第1波長変換型封止材層により近くなるように配置されるようにすることが好ましい。上記構成を有することにより、より効率的に、上述の波長変換により発光させた場合の上記発光のロスを低減し、太陽電池セルの出力向上に寄与させることが可能となる場合がある。 Further, in the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention, the third wavelength conversion type sealing material layer is a plurality of layers, and the layer containing more of the first organic material is the first wavelength conversion type. It is preferable that they are arranged closer to the sealing material layer. By having the said structure, it may become possible to contribute to the output improvement of a photovoltaic cell, reducing the loss of the said light emission at the time of making it light-emit by the above-mentioned wavelength conversion more efficiently.
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第3長変換型封止材層が複数の層であって、上記第2の有機物をより多く含む層が、上記第2波長変換型封止材層により近くなるように配置されるようにすることが好ましい。上記構成を有することにより、より効率的に、上述の波長変換により発光させた場合の上記発光のロスを低減し、太陽電池セルの出力向上に寄与させることが可能となる場合がある。 Further, in the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention, the third long conversion type sealing material layer is a plurality of layers, and the layer containing more of the second organic substance is the second wavelength conversion type. It is preferable that they are arranged closer to the sealing material layer. By having the said structure, it may become possible to contribute to the output improvement of a photovoltaic cell, reducing the loss of the said light emission at the time of making it light-emit by the above-mentioned wavelength conversion more efficiently.
一方、本発明の波長変換型封止材層は、上記第1の有機物の極大蛍光波長λ1emと上記第2の有機物の極大励起波長λ2exとが下記式(式(1))の関係にあることを特徴とする。
[式(1)]
λ1em−80≦λ2ex≦λ1em+100(nm)
On the other hand, the wavelength conversion-type sealing material layer of the present invention, the relationship of the first organic maximum fluorescence wavelength lambda 1em and the second organic maximum excitation wavelength lambda 2EX and the following formula (Formula (1)) It is characterized by being.
[Formula (1)]
λ 1em -80 ≦ λ 2ex ≦ λ 1em +100 (nm)
本発明の波長変換型封止材層は、上記構成を有することにより、望ましい光学特性(高い量子収率等)を有する波長変換型封止材層となる。より詳細には、上記波長変換型封止材層には、上述の式(1)の関係にある上記第1の有機物と上記第2の有機物を用いるため、これまで発電に寄与せずにロスしていたより短波長域の光を長波長側に効果的に変換して発電に寄与しうる光としてより有効活用することができる。 The wavelength conversion type sealing material layer of this invention becomes a wavelength conversion type sealing material layer which has a desirable optical characteristic (high quantum yield etc.) by having the said structure. More specifically, the wavelength conversion type sealing material layer uses the first organic material and the second organic material in the relationship of the above-described formula (1), and thus has not contributed to power generation until now. Therefore, it is possible to effectively convert the light in the shorter wavelength range to the longer wavelength side and effectively use it as light that can contribute to power generation.
太陽電池により光電変換される太陽光の波長は特定の波長域に限られている。また、ほとんどの太陽電池用封止材には、部材の劣化の防止目的として紫外線吸収剤が添加されている。これに対して、本発明においては、有機色素を特定の関係で組み合わせることにより、従来は発電に寄与できなかった紫外線を有効に活用することができる。この際に、本来太陽電池が吸収して光電変換すべき波長域までも有機色素が吸収してしまうと、光電変換効率が低下してしまうという負の効果(併用による負の影響)までもが発現してしまうことが判明した。そこで、光電変換される波長域を有機色素が吸収しないように、可視光を吸収する第2の有機物(有機色素)の波長帯域を、上記構成として制御することで、上記の負の効果の発生を防ぐことが可能となっていると推測している。 The wavelength of sunlight that is photoelectrically converted by the solar cell is limited to a specific wavelength range. In addition, an ultraviolet absorber is added to most solar cell encapsulants for the purpose of preventing deterioration of the members. On the other hand, in the present invention, ultraviolet rays that could not contribute to power generation can be effectively used by combining organic pigments in a specific relationship. In this case, if the organic dye absorbs even the wavelength region that is originally absorbed by the solar cell and should be photoelectrically converted, the negative effect that the photoelectric conversion efficiency is reduced (negative influence by the combined use) may also occur. It was found that it developed. Therefore, the negative effect is generated by controlling the wavelength band of the second organic substance (organic dye) that absorbs visible light as the above configuration so that the organic dye does not absorb the wavelength range to be photoelectrically converted. I guess that it is possible to prevent.
なお、本発明における極大蛍光波長とは、当該化合物(有機化合物など)が発光する光のうち発光量が最大値の波長をいう。また、本発明における極大励起波長とは、当該化合物が吸収する光のうち蛍光発光に寄与するものの吸光量が最大値の波長をいう。より具体的には、たとえば、極大蛍光波長λ1emとは、上記第1の有機物が発光する光のうち発光量が最大値の波長をいう。また、本発明における極大励起波長λ2exとは、上記第2の有機物が吸収する光のうち蛍光発光に寄与するものの吸光量が最大値の波長をいう。また、本発明における極大吸収波長とは、当該化合物が吸収する光の吸光量が最大値の波長をいう。より具体的には、本発明における極大吸収波長λ1absとは、上記第1の有機物が吸収する光の吸光量が最大値の波長をいう。また、本発明におけるモル吸光係数とは、当該化合物の最大吸収波長の光を照射した場合のモル吸光係数をいう。 In addition, the maximum fluorescence wavelength in the present invention refers to a wavelength having a maximum light emission amount among light emitted from the compound (such as an organic compound). In addition, the maximum excitation wavelength in the present invention refers to a wavelength having a maximum amount of light absorption that contributes to fluorescence emission among light absorbed by the compound. More specifically, for example, the maximum fluorescence wavelength λ 1em refers to the wavelength with the maximum amount of light emitted from the light emitted from the first organic material. Further, the maximum excitation wavelength λ 2ex in the present invention refers to a wavelength having a maximum amount of light absorption that contributes to fluorescence emission among light absorbed by the second organic material. Further, the maximum absorption wavelength in the present invention refers to a wavelength at which the amount of light absorbed by the compound is maximum. More specifically, the maximum absorption wavelength λ 1abs in the present invention refers to a wavelength at which the amount of light absorbed by the first organic substance is maximum. The molar extinction coefficient in the present invention means the molar extinction coefficient when irradiated with light having the maximum absorption wavelength of the compound.
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第1の有機物の極大吸収波長λ1absが300〜400nmであることが好ましい。上記第1の有機物を用いることにより、通常の太陽電池セルでは光電変換に利用しにくい(または利用できない)紫外線領域の光をより長波長側に変換し、光電変換効率をより向上させやすくなり得る。 In the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention, it is preferable that the maximum absorption wavelength λ 1abs of the first organic material is 300 to 400 nm. By using the first organic substance, light in the ultraviolet region that is difficult to use (or cannot be used) for photoelectric conversion in a normal solar battery cell can be converted to a longer wavelength side, and the photoelectric conversion efficiency can be further improved. .
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第2の有機物の極大励起波長λ2exが330〜500nmであることが好ましい。上記第2の有機物を用いることにより、通常の太陽電池セルでは光電変換に利用しにくい(または利用できない)可視光の短波長領域の光をより長波長側変換し、光電変換効率をより向上より向上させやすくなり得る。また、本発明においては、さらに上記第1の有機物がより長波長側に変換した光もより長波長側(レッドシフト)に変換し、光電変換効率をより向上させることができる。 Moreover, in the wavelength conversion type sealing material layer of this invention, it is preferable that maximum excitation wavelength (lambda) 2ex of the said 2nd organic substance is 330-500 nm. By using the second organic material, light in the short wavelength region of visible light which is difficult (or cannot be used) for photoelectric conversion in a normal solar battery cell is converted to a longer wavelength side, and the photoelectric conversion efficiency is further improved. It can be easy to improve. In the present invention, the light converted from the first organic substance to the longer wavelength side can also be converted to the longer wavelength side (red shift) to further improve the photoelectric conversion efficiency.
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第1の有機物が、ペリレン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアジアゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、および、フルオレン誘導体からなる群から選ばれる1つを少なくとも含むものとすることができる。 In the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention, the first organic substance is at least one selected from the group consisting of a perylene derivative, a benzoxazole derivative, a benzothiadiazole derivative, a benzotriazole derivative, and a fluorene derivative. Can be included.
また、本発明の波長変換型封止材層において、上記第2の有機物が、ペリレン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアジアゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、および、フルオレン誘導体からなる群から選ばれる1つを少なくとも含むものとすることができる。 In the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention, the second organic substance is at least one selected from the group consisting of a perylene derivative, a benzoxazole derivative, a benzothiadiazole derivative, a benzotriazole derivative, and a fluorene derivative. Can be included.
また、本発明の波長変換型封止材層は、上記のような波長変換特性を有するため、特に太陽電池用途に用いられることが好ましい。また、本発明の波長変換型封止材層は、上記入射光が太陽光であることが好ましい。 Moreover, since the wavelength conversion type sealing material layer of this invention has the above wavelength conversion characteristics, it is preferable to be used especially for a solar cell use. Moreover, it is preferable that the said incident light is sunlight in the wavelength conversion type sealing material layer of this invention.
他方、本発明の太陽電池モジュールは、上記波長変換型封止材層を含むことを特徴とする。上記太陽電池モジュールは、上記波長変換型封止材層を有するため、望ましい光学特性(高い量子収率等)を有する太陽電池モジュールとなる。 On the other hand, the solar cell module of the present invention includes the wavelength conversion type sealing material layer. Since the said solar cell module has the said wavelength conversion type sealing material layer, it becomes a solar cell module which has desirable optical characteristics (high quantum yield etc.).
また、本発明の太陽電池モジュールは、入射光が、太陽電池セルへの到達に先だって、上記波長変換型封止材層を通過するように配置されることが好ましい。上記構成とすることで、より確実に、太陽エネルギーのより広い範囲のスペクトルが電気に変換されることが可能となり、光電変換効率を効果的に高めることができる。 Moreover, it is preferable that the solar cell module of this invention is arrange | positioned so that incident light may pass the said wavelength conversion type sealing material layer prior to arrival to a photovoltaic cell. By setting it as the said structure, it becomes possible to more reliably convert the spectrum of the wider range of solar energy into electricity, and can improve photoelectric conversion efficiency effectively.
また、本発明の太陽電池モジュールにおいて、上記太陽電池セルが、結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、微結晶シリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、ヘテロ接合型太陽電池、多接合型太陽電池、硫化カドミウム/テルル化カドミウム太陽電池、CIS系薄膜太陽電池、CIGS系薄膜太陽電池、CZTS系薄膜太陽電池、III−V族太陽電池、色素増感型太陽電池、または、有機半導体太陽電池であることが好ましい。上記太陽電池モジュールは、上記太陽電池セルを積層する太陽電池モジュールに用いることでより効果的に光電変換効率をより向上させることができる。特に、シリコン太陽電池においては、紫外線領域において光電変換効率が低いという問題があった。上記太陽電池モジュールでは、この波長領域もより効果的に光利用することが可能となる。 In the solar cell module of the present invention, the solar cell is a crystalline silicon solar cell, an amorphous silicon solar cell, a microcrystalline silicon solar cell, a thin film silicon solar cell, a heterojunction solar cell, a multijunction solar cell, a sulfide. It is a cadmium / cadmium telluride solar cell, a CIS thin film solar cell, a CIGS thin film solar cell, a CZTS thin film solar cell, a III-V group solar cell, a dye-sensitized solar cell, or an organic semiconductor solar cell. preferable. The said solar cell module can improve photoelectric conversion efficiency more effectively by using it for the solar cell module which laminates | stacks the said photovoltaic cell. In particular, silicon solar cells have a problem that the photoelectric conversion efficiency is low in the ultraviolet region. In the solar cell module, light can be used more effectively in this wavelength region.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明の波長変換型封止材層は、少なくとも第1の有機物を含む第1領域と、少なくとも第2の有機物を含む第2領域とを有する波長変換型封止材層であって、
上記第1の有機物は、紫外線を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する有機物であり、
上記第2の有機物は、上記第1の有機物よりも長い波長の光を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する有機物であり、
入射光が、上記第1領域への到達に先だって、上記第2領域を通過するように配置される、ことを特徴とする。
The wavelength conversion type sealing material layer of the present invention is a wavelength conversion type sealing material layer having a first region containing at least a first organic material and a second region containing at least a second organic material,
The first organic substance is an organic substance that absorbs ultraviolet light and converts it into light having a longer wavelength than the absorbed light.
The second organic material is an organic material that absorbs light having a longer wavelength than the first organic material and converts the light into light having a longer wavelength than the absorbed light.
Prior to reaching the first region, the incident light is arranged to pass through the second region.
(波長変換型封止材組成物)
本発明の波長変換型封止材層は、たとえば、波長変換封止材組成物を用いて形成することができる。
(Wavelength conversion type sealing material composition)
The wavelength conversion type sealing material layer of this invention can be formed using a wavelength conversion sealing material composition, for example.
上記波長変換封止材組成物は、紫外線を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する第1の有機物と、第1の有機物よりも長い波長の光を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する第2の有機物との、いずれかまたは両方を含む。 The wavelength conversion sealing material composition absorbs and absorbs ultraviolet light and absorbs light having a wavelength longer than that of the first organic material and the first organic material that converts light having a wavelength longer than the absorbed light. Either or both of the second organic substance and the second organic substance that converts light having a longer wavelength than light are included.
本発明における第1の有機物とは、紫外線を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する有機物である。言い換えると、第1の波長を有する少なくとも1つの光子を入力として受け入れて、第1の波長よりも長い(大きい)第2の波長を有する少なくとも1つの光子を出力として与えうる有機物である。上記有機物には、有機化合物だけでなく、有機金属錯体や有機無機ハイブリッド素材も含まれうる。 The first organic substance in the present invention is an organic substance that absorbs ultraviolet rays and converts it into light having a longer wavelength than the absorbed light. In other words, an organic material that can accept at least one photon having a first wavelength as an input and provide at least one photon having a second wavelength longer (larger) than the first wavelength as an output. The organic material may include not only an organic compound but also an organic metal complex or an organic-inorganic hybrid material.
また、本発明において、上記第1の有機物のストークシフトΔλ1が50nm以上であることが好ましい。上記第1の有機物を用いることにより、従来発電に寄与しない波長域の光を発電に寄与する波長域の光に大きく波長変換しやすく、光電変換効率をより向上させやすくなり得る。なお、本発明におけるストークシフトとは、極大励起波長と最大発光波長の波長間の差をいう。 In the present invention, it is preferable that the stalk shift Δλ 1 of the first organic material is 50 nm or more. By using the first organic material, it is possible to easily convert the wavelength light that does not contribute to power generation to light in the wavelength range that contributes to power generation, and to easily improve the photoelectric conversion efficiency. The Stoke shift in the present invention refers to the difference between the maximum excitation wavelength and the maximum emission wavelength.
上記波長変換型封止材組成物において、上記第1の有機物のストークシフトΔλ1が50nm以上であることが好ましく、50〜100nmであってもよく、50〜70nmであってもよい。 In the wavelength conversion type sealing material composition, the first organic substance preferably has a stalk shift Δλ 1 of 50 nm or more, may be 50 to 100 nm, or may be 50 to 70 nm.
また、本発明において、上記第1の有機物の蛍光量子収率φ1が85%以上であることが好ましい。上記第1の有機物を用いることにより、光電変換効率をより確実に向上させることができる。なお、本発明における蛍光量子収率とは、極大励起波長の光を照射したときの吸収された光子数に対する、蛍光発光(または放出)された光子数の割合をいう。また、発光量子収率は、極大励起波長で励起した時の発光量子収率をMCPD(大塚電子社製、ソフトウェア「Ver.1.10.10.1」)で測定することで行うことができる。 In the present invention, the fluorescence quantum yield φ1 of the first organic material is preferably 85% or more. By using the first organic material, the photoelectric conversion efficiency can be improved more reliably. In addition, the fluorescence quantum yield in the present invention refers to the ratio of the number of photons emitted (or emitted) with respect to the number of absorbed photons when irradiated with light having a maximum excitation wavelength. The emission quantum yield can be measured by measuring the emission quantum yield when excited at the maximum excitation wavelength with MCPD (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., software “Ver. 1.10.10.1”). .
本発明において、上記第1の有機物の蛍光量子収率φ1が85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、93%以上であることがさらに好ましい。 In the present invention, the fluorescence quantum yield φ1 of the first organic material is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and further preferably 93% or more.
また、本発明において、上記第1の有機物の極大吸収波長λ1absが300〜400nmであることが好ましく、300〜360nmであってもよく、330〜350nmであってもよい。 In the present invention, the maximum absorption wavelength λ 1abs of the first organic material is preferably 300 to 400 nm, 300 to 360 nm, or 330 to 350 nm.
また、本発明において、上記第1の有機物の極大蛍光波長λ1emが350〜450nmであることが好ましく、380〜440nmであってもよく、400〜420nmであってもよい。上記第1の有機物を用いることにより、光電変換効率をより向上させることができる。 In the present invention, it is preferable that the first local maximum fluorescence wavelength lambda 1em of organic matter is 350 to 450 nm, may be 380~440Nm, may be 400-420 nm. By using the first organic material, the photoelectric conversion efficiency can be further improved.
また、上記第1の有機物として、有機蛍光化合物があげられる。上記有機蛍光化合物として、公知の有機色素化合物(有機色素、有機蛍光染料など)を用いることができる。上記有機蛍光化合物として、たとえば、ペリレン誘導体、ピレン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾチアジアゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾリン誘導体、ベンゾピラゾール誘導体、インドール誘導体、イソインドール誘導体、プリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、芳香族イミド誘導体、ベンゾオキサゾイル誘導体、クマリン誘導体、スチレンビフェニル誘導体、ピラゾロン誘導体、ビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体、ビススチリルビフェニル誘導体、ビスベンゾオキサゾリルチオフェン誘導体、ペンタセン誘導体、フルオレセン誘導体、ローダミン誘導体、アクリジン誘導体、フラボン誘導体、フルオレン誘導体、シアニン系色素、ローダミン系色素、および、多環芳香族炭化水素などをあげることができる。なかでも、上記第1の有機物が、ペリレン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアジアゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、および、フルオレン誘導体からなる群から選ばれる1つを少なくとも含むものとすることが好ましい。 Moreover, an organic fluorescent compound is mention | raise | lifted as said 1st organic substance. As the organic fluorescent compound, known organic dye compounds (organic dyes, organic fluorescent dyes, etc.) can be used. Examples of the organic fluorescent compound include perylene derivatives, pyrene derivatives, benzoxazole derivatives, benzothiazole derivatives, benzothiadiazole derivatives, benzotriazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzimidazoline derivatives, benzopyrazole derivatives, indole derivatives, isoindole derivatives, purines Derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, triazine derivatives, aromatic imide derivatives, benzoxazoyl derivatives, coumarin derivatives, styrene biphenyl derivatives, pyrazolone derivatives, bis (triazinylamino) stilbene disulfonic acid derivatives, bisstyryl biphenyl derivatives, bisbenzo Oxazolylthiophene derivatives, pentacene derivatives, fluorescene derivatives, rhodamine derivatives, acridine derivatives, flavones Conductor, fluorene derivatives, cyanine dyes, rhodamine dyes, and, and the like polycyclic aromatic hydrocarbon. Especially, it is preferable that the first organic material includes at least one selected from the group consisting of a perylene derivative, a benzoxazole derivative, a benzothiadiazole derivative, a benzotriazole derivative, and a fluorene derivative.
また、上記有機蛍光化合物として、より具体的には、たとえば、ナフタルイミド、ペリレン、アントラキンノン、クマリン、ベンゾクマリン、キサンテン、フェノキサジン、ベンゾ[a]フェノキサジン、ベンゾ[b]フェノキサジン、ベンゾ[c]フェノキサジン、ナフタルイミド、ナフトラクタム、アズラクトン、メチン、オキサジン、チアジン、ジケトピロロピロール、キナクリドン、ベンゾキサンテン、チオーエピンドリン、ラクタムイミド、ジフェニルマレイミド、アセトアセトアミド、イミダゾチアジン、ベンズアントロン、ペリレンモノイミド、フタルイミド、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアジアゾール、ベンゾオキサゾール、ピリミジン、ピラジン、トリアゾール、ジベンゾフラン、トリアジン、およびこれらの誘導体、ならびに、ハルビツール酸誘導体などをあげることができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。 As the organic fluorescent compound, more specifically, for example, naphthalimide, perylene, anthraquinone, coumarin, benzocoumarin, xanthene, phenoxazine, benzo [a] phenoxazine, benzo [b] phenoxazine, benzo [C] Phenoxazine, naphthalimide, naphtholactam, azlactone, methine, oxazine, thiazine, diketopyrrolopyrrole, quinacridone, benzoxanthene, thioepindrine, lactamimide, diphenylmaleimide, acetoacetamide, imidazothiazine, benzanthrone, Perylene monoimide, phthalimide, benzotriazole, benzothiadiazole, benzoxazole, pyrimidine, pyrazine, triazole, dibenzofuran, triazine, and derivatives thereof, The Rabbi, and the like Harubitsuru acid derivatives. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
また、上記第1の有機物として、有機金属錯体があげられる。上記有機金属錯体として、公知の希土類金属の有機錯体等を用いることができる。上記有機金属錯体として、その中心金属元素の希土類元素については特に制限されず、たとえば、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムなどをあげることができる。なかでも、ユーロピウムまたはサマリウムが好ましいものとしてあげることができる。特に波長変換効率の観点から、ユーロピウム錯体またはサマリウム錯体の少なくとも1種であることが好ましい。 Moreover, an organometallic complex is mention | raise | lifted as said 1st organic substance. As the organometallic complex, a known rare earth metal organic complex or the like can be used. As the organometallic complex, there is no particular limitation on the rare earth element of the central metal element, for example, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, Examples include ytterbium and lutetium. Of these, europium or samarium is preferable. In particular, from the viewpoint of wavelength conversion efficiency, at least one of a europium complex or a samarium complex is preferable.
また、上記有機錯体を構成する配位子として、特に制限されることなく、用いる金属に応じて適宜選択することができる。なかでも、ユーロピウムまたはサマリウムの少なくとも1種と錯体を形成可能な配位子であることが好ましい。上記配位子については、中性配位子である、カルボン酸、含窒素有機化合物、含窒素芳香族複素環化合物、β−ジケトン類、およびフォスフィンオキサイドから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 Moreover, it does not restrict | limit especially as a ligand which comprises the said organic complex, According to the metal to be used, it can select suitably. Especially, it is preferable that it is a ligand which can form a complex with at least 1 sort (s) of europium or samarium. The ligand is at least one selected from carboxylic acid, nitrogen-containing organic compound, nitrogen-containing aromatic heterocyclic compound, β-diketone, and phosphine oxide, which are neutral ligands. preferable.
上記カルボン酸としては、たとえば、酪酸、ステアリン酸、オレイン酸、ヤシ油脂肪酸、t−ブチルカルボン酸、コハク酸等の脂肪族カルボン酸、安息香酸、ナフトエ酸、キノリンカルボン酸などの芳香族カルボン酸などをあげることができる。 Examples of the carboxylic acid include aliphatic carboxylic acids such as butyric acid, stearic acid, oleic acid, coconut oil fatty acid, t-butylcarboxylic acid, and succinic acid, and aromatic carboxylic acids such as benzoic acid, naphthoic acid, and quinolinecarboxylic acid. Etc.
含窒素有機化合物としては、たとえば、アルキルアミン、アニリン等の芳香アミン、含窒素芳香族複素環式化合物などがあげることができ、具体的には1,10−フェナントロリンまたは、ビピリジルなどをあげることができる。また、イミダゾール、トリアゾール、ピリミジン、ピラジン、アミノピリジン、ピリジンおよびその誘導体、アデニン、チミン、グアニン、シトシンなどの核酸塩基、および、その誘導体なども用いることができる。 Examples of the nitrogen-containing organic compound include aromatic amines such as alkylamines and anilines, nitrogen-containing aromatic heterocyclic compounds, and specifically, 1,10-phenanthroline or bipyridyl. it can. In addition, imidazole, triazole, pyrimidine, pyrazine, aminopyridine, pyridine and derivatives thereof, nucleobases such as adenine, thymine, guanine and cytosine, and derivatives thereof can also be used.
βージケトン類としては、たとえば、1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオン、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルアセトンジイソブチロメタン、ジビパロイルメタン、3−メチルペンタンー2,4ジオン、2,2−ジメチルペンタンー3,5−ジオン、2−メチルー1,3−ブタンジオン、1,3−ブタンジオン、3−フェニルー2.4ーペンタンジオン、1,1,1−トリフロロー2,4−ペンタンジオン、1,1,1−トリフロロー5,5−ジメチルー2,4−ヘキサンジオン、2,2,6,6−テトラメチルー3,5−ヘプタンジオン、3−メチルー2,4−ペンタンジオン、2−アセチルシクロペンタノン、2−アセチルシクロヘキサノン、1−ヘプタフロロプロピルー3−t−ブチル−1、3−プロパンジオン、1,3−ジフェニルー2−メチルー1,3プロパンジオン(ジフェニルアセチルアセトン)、1−エトキシー1,3−ブタンジオンなどをあげることができる。中でも、1,3−ジフェニルー1,3−プロパンジオン、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトンが好ましい。 Examples of β-diketones include 1,3-diphenyl-1,3-propanedione, acetylacetone, benzoylacetone, dibenzoylacetone diisobutyromethane, dibiparoylmethane, 3-methylpentane-2,4dione, 2, 2-dimethylpentane-3,5-dione, 2-methyl-1,3-butanedione, 1,3-butanedione, 3-phenyl-2.4-pentanedione, 1,1,1-trifluoro2,4-pentanedione, 1, 1,1-trifluoro 5,5-dimethyl-2,4-hexanedione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, 3-methyl-2,4-pentanedione, 2-acetylcyclopentanone, 2-acetylcyclohexanone, 1-heptafluoropropyl-3-t-butyl-1,3-propa Dione, 1,3-diphenyl-2-methyl-1,3-propane dione (diphenyl acetylacetone), and 1-Etokishi 1,3-butanedione can be mentioned. Among these, 1,3-diphenyl-1,3-propanedione, acetylacetone, and benzoylacetone are preferable.
また、上記第1の有機物の配合量として、波長変換型封止材組成物のマトリックス樹脂100重量部に対して、0.001〜0.5重量部であることが好ましく、0.001〜0.3重量部であってもよく、0.005〜0.2重量部であってもよい。 Moreover, it is preferable that it is 0.001-0.5 weight part with respect to 100 weight part of matrix resins of the wavelength conversion type sealing material composition as a compounding quantity of said 1st organic substance, 0.001-0 .3 parts by weight or 0.005 to 0.2 parts by weight may be used.
本発明における第2の有機物とは、紫外線を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する有機物である。言い換えると、第1の波長を有する少なくとも1つの光子を入力として受け入れて、第1の波長よりも長い(大きい)第2の波長を有する少なくとも1つの光子を出力として与えうる有機物である。上記有機物には、有機化合物だけでなく、有機金属錯体や有機無機ハイブリッド素材も含まれうる。 The second organic substance in the present invention is an organic substance that absorbs ultraviolet light and converts it into light having a longer wavelength than the absorbed light. In other words, an organic material that can accept at least one photon having a first wavelength as an input and provide at least one photon having a second wavelength longer (larger) than the first wavelength as an output. The organic material may include not only an organic compound but also an organic metal complex or an organic-inorganic hybrid material.
本発明において、上記第2の有機物のストークシフトΔλ2が50nm以上であることが好ましく、50〜100nmであってもよく、50〜70nmであってもよい。 In the present invention, the stalk shift Δλ 2 of the second organic substance is preferably 50 nm or more, may be 50 to 100 nm, or may be 50 to 70 nm.
また、本発明において、上記第2の有機物の蛍光量子収率φ2が85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、93%以上であることがさらに好ましい。 In the present invention, the fluorescence quantum yield φ2 of the second organic substance is preferably 85% or more, more preferably 90% or more, and further preferably 93% or more.
また、本発明において、上記第2の有機物の極大励起波長λ2exが330〜500nmであることが好ましく、340〜450nmであってもよい。 In the present invention, the maximum excitation wavelength λ 2ex of the second organic substance is preferably 330 to 500 nm, and may be 340 to 450 nm.
また、本発明において、上記第2の有機物の極大蛍光波長λ2emが400〜550nmであることが好ましく、410〜530nmであってもよい。上記第2の有機物を用いることにより、光電変換効率をより向上させることができる。 In the present invention, the maximum fluorescence wavelength λ 2em of the second organic material is preferably 400 to 550 nm, and may be 410 to 530 nm. By using the second organic material, the photoelectric conversion efficiency can be further improved.
また、上記第2の有機物として、有機蛍光化合物があげられる。上記有機蛍光化合物として、公知の有機色素化合物(有機色素、有機蛍光染料など)を用いることができる。上記有機蛍光化合物として、たとえば、ペリレン誘導体、ピレン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾチアジアゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾリン誘導体、ベンゾピラゾール誘導体、インドール誘導体、イソインドール誘導体、プリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、芳香族イミド誘導体、ベンゾオキサゾイル誘導体、クマリン誘導体、スチレンビフェニル誘導体、ピラゾロン誘導体、ビス(トリアジニルアミノ)スチルベンジスルホン酸誘導体、ビススチリルビフェニル誘導体、ビスベンゾオキサゾリルチオフェン誘導体、ペンタセン誘導体、フルオレセン誘導体、ローダミン誘導体、アクリジン誘導体、フラボン誘導体、フルオレン誘導体、シアニン系色素、ローダミン系色素、および、多環芳香族炭化水素などをあげることができる。なかでも、上記第2の有機物が、ペリレン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアジアゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、および、フルオレン誘導体からなる群から選ばれる1つを少なくとも含むものとすることが好ましい。 Moreover, an organic fluorescent compound is mention | raise | lifted as said 2nd organic substance. As the organic fluorescent compound, known organic dye compounds (organic dyes, organic fluorescent dyes, etc.) can be used. Examples of the organic fluorescent compound include perylene derivatives, pyrene derivatives, benzoxazole derivatives, benzothiazole derivatives, benzothiadiazole derivatives, benzotriazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzimidazoline derivatives, benzopyrazole derivatives, indole derivatives, isoindole derivatives, purines Derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, triazine derivatives, aromatic imide derivatives, benzoxazoyl derivatives, coumarin derivatives, styrene biphenyl derivatives, pyrazolone derivatives, bis (triazinylamino) stilbene disulfonic acid derivatives, bisstyryl biphenyl derivatives, bisbenzo Oxazolylthiophene derivatives, pentacene derivatives, fluorescene derivatives, rhodamine derivatives, acridine derivatives, flavones Conductor, fluorene derivatives, cyanine dyes, rhodamine dyes, and, and the like polycyclic aromatic hydrocarbon. Especially, it is preferable that the second organic material includes at least one selected from the group consisting of a perylene derivative, a benzoxazole derivative, a benzothiadiazole derivative, a benzotriazole derivative, and a fluorene derivative.
また、上記有機蛍光化合物として、より具体的には、たとえば、ナフタルイミド、ペリレン、アントラキンノン、クマリン、ベンゾクマリン、キサンテン、フェノキサジン、ベンゾ[a]フェノキサジン、ベンゾ[b]フェノキサジン、ベンゾ[c]フェノキサジン、ナフタルイミド、ナフトラクタム、アズラクトン、メチン、オキサジン、チアジン、ジケトピロロピロール、キナクリドン、ベンゾキサンテン、チオーエピンドリン、ラクタムイミド、ジフェニルマレイミド、アセトアセトアミド、イミダゾチアジン、ベンズアントロン、ペリレンモノイミド、フタルイミド、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアジアゾール、ベンゾオキサゾール、ピリミジン、ピラジン、トリアゾール、ジベンゾフラン、トリアジン、およびこれらの誘導体、ならびに、ハルビツール酸誘導体などをあげることができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。 As the organic fluorescent compound, more specifically, for example, naphthalimide, perylene, anthraquinone, coumarin, benzocoumarin, xanthene, phenoxazine, benzo [a] phenoxazine, benzo [b] phenoxazine, benzo [C] Phenoxazine, naphthalimide, naphtholactam, azlactone, methine, oxazine, thiazine, diketopyrrolopyrrole, quinacridone, benzoxanthene, thioepindrine, lactamimide, diphenylmaleimide, acetoacetamide, imidazothiazine, benzanthrone, Perylene monoimide, phthalimide, benzotriazole, benzothiadiazole, benzoxazole, pyrimidine, pyrazine, triazole, dibenzofuran, triazine, and derivatives thereof, The Rabbi, and the like Harubitsuru acid derivatives. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
また、上記第2の有機物として、有機金属錯体があげられる。上記有機金属錯体として、公知の希土類金属の有機錯体等を用いることができる。上記有機金属錯体として、その中心金属元素の希土類元素については特に制限されず、たとえば、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムなどをあげることができる。なかでも、ユーロピウムまたはサマリウムが好ましいものとしてあげることができる。特に波長変換効率の観点から、ユーロピウム錯体またはサマリウム錯体の少なくとも1種であることが好ましい。 Moreover, an organometallic complex is mention | raise | lifted as said 2nd organic substance. As the organometallic complex, a known rare earth metal organic complex or the like can be used. As the organometallic complex, there is no particular limitation on the rare earth element of the central metal element, for example, scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, Examples include ytterbium and lutetium. Of these, europium or samarium is preferable. In particular, from the viewpoint of wavelength conversion efficiency, at least one of a europium complex or a samarium complex is preferable.
また、上記有機錯体を構成する配位子として、特に制限されることなく、用いる金属に応じて適宜選択することができる。なかでも、ユーロピウムまたはサマリウムの少なくとも1種と錯体を形成可能な配位子であることが好ましい。上記配位子については、中性配位子である、カルボン酸、含窒素有機化合物、含窒素芳香族複素環化合物、β−ジケトン類、およびフォスフィンオキサイドから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 Moreover, it does not restrict | limit especially as a ligand which comprises the said organic complex, According to the metal to be used, it can select suitably. Especially, it is preferable that it is a ligand which can form a complex with at least 1 sort (s) of europium or samarium. The ligand is at least one selected from carboxylic acid, nitrogen-containing organic compound, nitrogen-containing aromatic heterocyclic compound, β-diketone, and phosphine oxide, which are neutral ligands. preferable.
上記カルボン酸としては、たとえば、酪酸、ステアリン酸、オレイン酸、ヤシ油脂肪酸、t−ブチルカルボン酸、コハク酸等の脂肪族カルボン酸、安息香酸、ナフトエ酸、キノリンカルボン酸などの芳香族カルボン酸などをあげることができる。 Examples of the carboxylic acid include aliphatic carboxylic acids such as butyric acid, stearic acid, oleic acid, coconut oil fatty acid, t-butylcarboxylic acid, and succinic acid, and aromatic carboxylic acids such as benzoic acid, naphthoic acid, and quinolinecarboxylic acid. Etc.
含窒素有機化合物としては、たとえば、アルキルアミン、アニリン等の芳香アミン、含窒素芳香族複素環式化合物などがあげることができ、具体的には1,10−フェナントロリンまたは、ビピリジルなどをあげることができる。また、イミダゾール、トリアゾール、ピリミジン、ピラジン、アミノピリジン、ピリジンおよびその誘導体、アデニン、チミン、グアニン、シトシンなどの核酸塩基、および、その誘導体なども用いることができる。 Examples of the nitrogen-containing organic compound include aromatic amines such as alkylamines and anilines, nitrogen-containing aromatic heterocyclic compounds, and specifically, 1,10-phenanthroline or bipyridyl. it can. In addition, imidazole, triazole, pyrimidine, pyrazine, aminopyridine, pyridine and derivatives thereof, nucleobases such as adenine, thymine, guanine and cytosine, and derivatives thereof can also be used.
βージケトン類としては、たとえば、1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオン、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルアセトンジイソブチロメタン、ジビパロイルメタン、3−メチルペンタンー2,4ジオン、2,2−ジメチルペンタンー3,5−ジオン、2−メチルー1,3−ブタンジオン、1,3−ブタンジオン、3−フェニルー2.4ーペンタンジオン、1,1,1−トリフロロー2,4−ペンタンジオン、1,1,1−トリフロロー5,5−ジメチルー2,4−ヘキサンジオン、2,2,6,6−テトラメチルー3,5−ヘプタンジオン、3−メチルー2,4−ペンタンジオン、2−アセチルシクロペンタノン、2−アセチルシクロヘキサノン、1−ヘプタフロロプロピルー3−t−ブチル−1、3−プロパンジオン、1,3−ジフェニルー2−メチルー1,3プロパンジオン(ジフェニルアセチルアセトン)、1−エトキシー1,3−ブタンジオンなどをあげることができる。中でも、1,3−ジフェニルー1,3−プロパンジオン、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトンが好ましい。 Examples of β-diketones include 1,3-diphenyl-1,3-propanedione, acetylacetone, benzoylacetone, dibenzoylacetone diisobutyromethane, dibiparoylmethane, 3-methylpentane-2,4dione, 2, 2-dimethylpentane-3,5-dione, 2-methyl-1,3-butanedione, 1,3-butanedione, 3-phenyl-2.4-pentanedione, 1,1,1-trifluoro2,4-pentanedione, 1, 1,1-trifluoro 5,5-dimethyl-2,4-hexanedione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, 3-methyl-2,4-pentanedione, 2-acetylcyclopentanone, 2-acetylcyclohexanone, 1-heptafluoropropyl-3-t-butyl-1,3-propa Dione, 1,3-diphenyl-2-methyl-1,3-propane dione (diphenyl acetylacetone), and 1-Etokishi 1,3-butanedione can be mentioned. Among these, 1,3-diphenyl-1,3-propanedione, acetylacetone, and benzoylacetone are preferable.
また、上記第2の有機物の配合量として、波長変換型封止材組成物のマトリックス樹脂100重量部に対して、0.0001〜0.1重量部であることが好ましく、0.0001〜0.05重量部であってもよく、0.001〜0.02重量部であってもよい。 Moreover, it is preferable that it is 0.0001-0.1 weight part with respect to 100 weight part of matrix resins of the wavelength conversion type sealing material composition as a compounding quantity of said 2nd organic substance, 0.0001-0 0.05 parts by weight, or 0.001 to 0.02 parts by weight.
上記波長変換型封止材組成物は、波長変換機能を有するものである。上記波長変換型封止材組成物は、入射光の波長をより長波長に変換するものである。上記波長変換型封止材組成物は、光学的に透明なマトリックス樹脂中に、波長変換機能を有する第1の有機物および/または第2の有機物等を分散させること等により形成することができる。 The wavelength conversion type sealing material composition has a wavelength conversion function. The said wavelength conversion type sealing material composition converts the wavelength of incident light into a longer wavelength. The wavelength conversion type sealing material composition can be formed by dispersing a first organic substance and / or a second organic substance having a wavelength conversion function in an optically transparent matrix resin.
上記波長変換型封止材組成物において、光学的に透明なマトリックス樹脂を用いることが好ましい。上記マトリックス樹脂として、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリ(メタ)アクリレート、ポリビニルアセテート、ポリエチレンテトラフルオロエチレンなどのポリオレフィン類、ポリイミド、非晶質ポリカーボネート、シロキサンゾル−ゲル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、エポキシ樹脂、および、シリコーン樹脂などをあげることができる。これらのマトリックス樹脂は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。 In the wavelength conversion type sealing material composition, it is preferable to use an optically transparent matrix resin. Examples of the matrix resin include polyolefins such as polyethylene terephthalate, poly (meth) acrylate, polyvinyl acetate, polyethylene tetrafluoroethylene, polyimide, amorphous polycarbonate, siloxane sol-gel, polyurethane, polystyrene, polyethersulfone, poly Examples include arylate, epoxy resin, and silicone resin. These matrix resins may be used alone or in admixture of two or more.
上記ポリ(メタ)アクリレートとして、ポリアクリレートおよびポリメタクリレートを含み、たとえば、(メタ)アクリル酸エステル樹脂などをあげることができる。ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエンなどをあげることができる。ポリビニルアセテートとしては、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール(PVB樹脂)、変性PVBなどをあげることができる。 Examples of the poly (meth) acrylate include polyacrylate and polymethacrylate, and examples thereof include (meth) acrylic acid ester resins. Examples of the polyolefin resin include polyethylene, polypropylene, and polybutadiene. Examples of the polyvinyl acetate include polyvinyl formal, polyvinyl butyral (PVB resin), and modified PVB.
上記(メタ)アクリル酸エステル樹脂の構成モノマーとして、たとえば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジルなどをあげることができる。さらには、上記アルキル基が水酸基、エポキシ基、ハロゲン基などで置換された(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどをあげることができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。 As a constituent monomer of the (meth) acrylic ester resin, for example, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate (Meth) acrylic acid alkyl esters such as cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, benzyl acrylate, and benzyl methacrylate. Furthermore, (meth) acrylic acid alkyl ester in which the alkyl group is substituted with a hydroxyl group, an epoxy group, a halogen group, or the like can be given. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
上記(メタ)アクリル酸エステルにおいて、エステル部位のアルキル基の炭素数が1〜18であることが好ましく、炭素数1〜8であることがより好ましい。 In the (meth) acrylic acid ester, the alkyl group in the ester moiety preferably has 1 to 18 carbon atoms, and more preferably 1 to 8 carbon atoms.
上記(メタ)アクリル酸エステル樹脂として、(メタ)アクリル酸エステルのほかに、これらと共重合可能な不飽和モノマーを用いて共重合体としてもよい。 As said (meth) acrylic acid ester resin, it is good also as a copolymer using the unsaturated monomer copolymerizable with these besides (meth) acrylic acid ester.
上記不飽和モノマーとして、たとえば、メタクリル酸、アクリル酸などの不飽和有機酸、スチレン、α−メチルスチレン、アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミドなどをあげることができる。これらの不飽和モノマーは単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。 Examples of the unsaturated monomer include unsaturated organic acids such as methacrylic acid and acrylic acid, styrene, α-methylstyrene, acrylamide, diacetone acrylamide, acrylonitrile, methacrylonitrile, maleic anhydride, phenylmaleimide, and cyclohexylmaleimide. I can give you. These unsaturated monomers may be used alone or in admixture of two or more.
上記(メタ)アクリル酸エステルにおいて、なかでも、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシルおよびその官能基置換した(メタ)アクリル酸アルキルエステルなどを用いることが好ましく、耐久性や汎用性の観点からは、メタクリル酸メチル等がより好ましい例としてあげることができる。 Among the above (meth) acrylic acid esters, among them, methyl acrylate, ethyl acrylate, isobutyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-butyl methacrylate, It is preferable to use 2-ethylhexyl methacrylate and its functional group-substituted (meth) acrylic acid alkyl ester. From the viewpoint of durability and versatility, methyl methacrylate and the like can be given as more preferred examples.
上記(メタ)アクリル酸エステルと上記不飽和モノマーの共重合体として、たとえば、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などをあげることができる。なかでも、耐湿性や汎用性、コスト面の観点からは、エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましく、また耐久性と表面硬度の点からは、(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体と(メタ)アクリル酸エステルとの併用が、上記各観点から好ましい。 Examples of the copolymer of the (meth) acrylic acid ester and the unsaturated monomer include (meth) acrylic acid ester-styrene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, and the like. Of these, ethylene-vinyl acetate copolymer is preferable from the viewpoint of moisture resistance, versatility, and cost, and (meth) acrylic acid ester is preferable from the viewpoint of durability and surface hardness. Further, the combined use of an ethylene-vinyl acetate copolymer and a (meth) acrylic acid ester is preferable from the above viewpoints.
上記エチレン−酢酸ビニル共重合体として、エチレン−酢酸ビニル共重合体100重量部に対して、酢酸ビニル単量体単位の含有率が10〜35重量部であることが好ましく、20〜30重量部であることがより好ましく、上記含有率の場合には希土類錯体などのマトリックス樹脂中への均一分散性の観点から好ましい。 The ethylene-vinyl acetate copolymer preferably has a vinyl acetate monomer unit content of 10 to 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ethylene-vinyl acetate copolymer. More preferably, the above content is preferable from the viewpoint of uniform dispersibility in a matrix resin such as a rare earth complex.
光学的に透明なマトリックス樹脂として上記エチレン−酢酸ビニル共重合体を用いる場合には、市販品を適宜使用することができる。上記エチレン−酢酸ビニル共重合体の市販品として、たとえば、ウルトラセン(東ソー株式会社製)、エバフレックス(三井・デュポンポリケミカル株式会社製)、サンテックEVA(旭化成ケミカルズ社製)、UBE EVAコポリマー(宇部丸善ポリエチレン社製)、エバテート(住友化学社製)、ノバテックEVA(日本ポリエチレン社製)、スミテート(住友化学社製)、ニポフレックス(東ソー社製)などをあげることができる。 When the ethylene-vinyl acetate copolymer is used as the optically transparent matrix resin, commercially available products can be used as appropriate. Commercially available products of the ethylene-vinyl acetate copolymer include, for example, Ultrasen (manufactured by Tosoh Corporation), Everflex (manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.), Suntec EVA (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation), UBE EVA copolymer ( Ube Maruzen Polyethylene Co., Ltd.), Evertate (Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Novatec EVA (Nihon Polyethylene Co., Ltd.), Smitate (Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Nipoflex (Tosoh Corp.), and the like.
上記マトリックス樹脂において、架橋性モノマーを加えて、架橋構造を有する樹脂としてもよい。 In the matrix resin, a crosslinkable monomer may be added to form a resin having a crosslinked structure.
上記架橋性モノマーとして、たとえば、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、多価アルコールにα,β−不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物(たとえば、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(エチレン基の数が2〜14のもの)、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(プロピレン基の数が2〜14のもの)、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリオキシエチレンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジオキシエチレンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAトリオキシエチレンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAデカオキシエチレンジ(メタ)アクリレート等)、グリシジル基含有化合物にα,β−不飽和カルボン酸を付加して得られる化合物(たとえば、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリアクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジアクリレート等)、多価カルボン酸(たとえば、無水フタル酸)と水酸基およびエチレン性不飽和基を有する物質(たとえば、β−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)とのエステル化物、アクリル酸若しくはメタクリル酸のアルキルエステル(たとえば、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルエステル)、ウレタン(メタ)アクリレート(たとえば、トリレンジイソシアネートと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸エステルとの反応物、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートとシクロヘキサンジメタノールと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸エステルとの反応物等)、などをあげることができる。これらの架橋性モノマーは単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。なかでも、上記架橋性モノマーにおいて、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリオキシエチレンジメタクリレートが好ましいものとしてあげられる。 Examples of the crosslinkable monomer include compounds obtained by reacting α, β-unsaturated carboxylic acid with dicyclopentenyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and polyhydric alcohol ( For example, polyethylene glycol di (meth) acrylate (having 2 to 14 ethylene groups), trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane ethoxytri (meth) acrylate, Trimethylolpropane propoxytri (meth) acrylate, tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane tetra (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate (propiol Having 2 to 14 ren groups), dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, bisphenol A polyoxyethylene di (meth) acrylate, bisphenol A dioxyethylene di (meth) Acrylate, bisphenol A trioxyethylene di (meth) acrylate, bisphenol A decaoxyethylene di (meth) acrylate, etc.), a compound obtained by adding an α, β-unsaturated carboxylic acid to a glycidyl group-containing compound (for example, tri Methylolpropane triglycidyl ether triacrylate, bisphenol A diglycidyl ether diacrylate, etc.), polyvalent carboxylic acid (for example, phthalic anhydride), a substance having a hydroxyl group and an ethylenically unsaturated group (for example, β-hydroxy Roxyethyl (meth) acrylate) esterified product, alkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid (for example, (meth) acrylic acid methyl ester, (meth) acrylic acid ethyl ester, (meth) acrylic acid butyl ester, (meth) acrylic Acid 2-ethylhexyl ester), urethane (meth) acrylate (for example, reaction product of tolylene diisocyanate and 2-hydroxyethyl (meth) acrylic acid ester, trimethylhexamethylene diisocyanate, cyclohexanedimethanol and 2-hydroxyethyl (meth) A reaction product with an acrylate ester, etc.). These crosslinkable monomers may be used alone or in admixture of two or more. Of these, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and bisphenol A polyoxyethylene dimethacrylate are preferred as the crosslinkable monomer.
上記架橋性モノマーを含むマトリックス樹脂を用いる場合、たとえば、上記架橋モノマーに熱重合開始剤または光重合開始剤を加えて、加熱または光照射によって重合・架橋させ架橋構造を形成することができる。 When the matrix resin containing the crosslinkable monomer is used, for example, a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator is added to the crosslinkable monomer, and polymerization and crosslinking can be performed by heating or light irradiation to form a crosslinked structure.
上記熱重合開始剤として、公知の過酸化物を適宜用いることができる。上記熱可塑性樹脂重合開始剤としては、たとえば、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン−3、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシベンズエート、ベンゾイルパーオキサイドなどをあげることができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。 A known peroxide can be appropriately used as the thermal polymerization initiator. Examples of the thermoplastic resin polymerization initiator include 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane-3, Di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, dicumyl peroxide, α, α'-bis (t-butylperoxy) Isopropyl) benzene, n-butyl-4,4-bis (t-butylperoxy) butane, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, t-butylperoxybenzate, benzoyl peroxide, etc. be able to. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
上記熱重合開始剤の配合量は、たとえば、上記マトリックス樹脂100重量部に対して、0.1〜5重量部用いることができる。 For example, 0.1 to 5 parts by weight of the thermal polymerization initiator can be used with respect to 100 parts by weight of the matrix resin.
上記光重合開始剤としては、紫外線または可視光線により遊離ラジカルを生成する公知の光開始剤を適宜用いることができる。上記光重合開始剤として、たとえば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテルなどのベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン、N,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン(ミヒラーケトン)、N,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類、ベンジルジメチルケタール(チバ・ジャパン・ケミカルズ社製、イルガキュア651)、ベンジルジエチルケタールなどのベンジルケタール類、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノンなどのアセトフェノン類、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントンなどのキサントン類、あるいはヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、イルガキュア184)、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ビトロキシ−2−メチルプロパン−1−オン(チバ・ジャパン・ケミカルズ社製、ダロキュア1116)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(メルク社製、ダロキュア1173)などをあげることができる。これらは単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。 As said photoinitiator, the well-known photoinitiator which produces | generates a free radical by an ultraviolet-ray or visible light can be used suitably. Examples of the photopolymerization initiator include benzoin ethers such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, benzoin isobutyl ether, and benzoin phenyl ether, benzophenone, N, N′-tetramethyl-4,4′-diamino, and the like. Benzophenones (Michler ketone), benzophenones such as N, N′-tetraethyl-4,4′-diaminobenzophenone, benzyl ketals such as benzyldimethyl ketal (manufactured by Ciba Japan Chemicals, Irgacure 651), benzyl diethyl ketal, 2 , 2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, p-tert-butyldichloroacetophenone, acetophenones such as p-dimethylaminoacetophenone, 2,4-dimethylthio Xanthones such as xanthone and 2,4-diisopropylthioxanthone, or hydroxycyclohexyl phenyl ketone (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Irgacure 184), 1- (4-isopropylphenyl) -2-vitoxy-2-methylpropane-1 -On (Ciba Japan Chemicals, Darocur 1116), 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (Merck, Darocur 1173) and the like can be mentioned. These may be used singly or in combination of two or more.
また、上記光重合開始剤として、たとえば、2,4,5−トリアリルイミダゾール二量体と2−メルカプトベンゾオキサゾール、ロイコクリスタルバイオレット、トリス(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)メタン等との組み合わせなどをあげることができる。また、たとえば、ベンゾフェノンに対するトリエタノールアミン等の三級アミンのように、適宜公知の添加剤を用いてもよい。 Further, as the photopolymerization initiator, for example, a combination of 2,4,5-triallylimidazole dimer and 2-mercaptobenzoxazole, leucocrystal violet, tris (4-diethylamino-2-methylphenyl) methane, etc. Etc. Further, for example, known additives may be used as appropriate, such as tertiary amines such as triethanolamine for benzophenone.
上記光重合開始剤の配合量は、たとえば、上記マトリックス樹脂100重量部に対して、0.1〜5重量部用いることができる。 The blending amount of the photopolymerization initiator can be 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the matrix resin, for example.
上記マトリックス樹脂の屈折率として、たとえば、1.4〜1.7の範囲、1.45〜1.65の範囲、または、1.45〜1.55の範囲である。いくつかの実施形態において、ポリマーマトリックス樹脂の屈折率が1.5である。 The refractive index of the matrix resin is, for example, in the range of 1.4 to 1.7, in the range of 1.45 to 1.65, or in the range of 1.45 to 1.55. In some embodiments, the refractive index of the polymer matrix resin is 1.5.
上記波長変換型封止材組成物は、たとえば、上記マトリックス樹脂中に、波長変換機能を有する上記第1の有機物、上記第2の有機物、またはその両方を分散、吸着、含浸させること等により形成することができる。 The wavelength conversion-type sealing material composition is formed, for example, by dispersing, adsorbing, or impregnating the first organic material having the wavelength conversion function, the second organic material, or both in the matrix resin. can do.
また、上記第1の有機物と上記第2の有機物の組み合わせとして、第1の有機物の最大蛍光波長領域が、第2の有機物の最大励起波長域と重なりが大きくなる方が好ましい。上記組合わせの場合、通常の太陽電池セルでは光電変換に利用しにくい(または利用できない)紫外線光や可視光の短波長領域の光をより長波長側変換し、光電変換効率をより向上させることができる。さらに、上記第1の有機物がより長波長側に変換した光もより長波長側に変換し、光電変換効率をより向上させることができる場合がある。 Further, as a combination of the first organic material and the second organic material, it is preferable that the maximum fluorescence wavelength region of the first organic material overlaps with the maximum excitation wavelength region of the second organic material. In the case of the above combination, ultraviolet light or visible light in the short wavelength region that is difficult (or cannot be used) for photoelectric conversion in a normal solar battery cell is converted to a longer wavelength side to further improve photoelectric conversion efficiency. Can do. Furthermore, the light converted by the first organic material to the longer wavelength side may also be converted to the longer wavelength side to further improve the photoelectric conversion efficiency.
また、上記波長変換型封止材組成物において、所望の性能を損なわない範囲で、適宜公知の添加剤を含むことができる。上記添加剤として、たとえば、熱可塑性ポリマー、酸化防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、有機過酸化物、充填剤、可塑剤、シランカップリング剤、受酸剤、クレイ等があげられる。これらは単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。 Moreover, in the said wavelength conversion type sealing material composition, a well-known additive can be suitably contained in the range which does not impair desired performance. Examples of the additive include thermoplastic polymers, antioxidants, UV inhibitors, light stabilizers, organic peroxides, fillers, plasticizers, silane coupling agents, acid acceptors, and clays. These may be used singly or in combination of two or more.
また、上記波長変換型封止材組成物を製造するには、公知の方法に準じて行えばよい。たとえば、上記の各材料を加熱混練、スーパーミキサー(高速流動混合機)、ロールミル、プラストミル等を用いて公知の方法で混合して得る方法などをあげることができる。また、上記波長変換型封止材層の製造まで連続して行ってもよい。 Moreover, what is necessary is just to carry out according to a well-known method in order to manufacture the said wavelength conversion type sealing material composition. For example, a method of mixing the above materials by a known method using heat kneading, a super mixer (high-speed fluidized mixer), a roll mill, a plast mill, or the like can be given. Moreover, you may perform continuously to manufacture of the said wavelength conversion type sealing material layer.
(波長変換型封止材層)
本発明の波長変換型封止材層は、少なくとも第1の有機物を含む第1領域と、少なくとも第2の有機物を含む第2領域とを有する波長変換型封止材層であって、
上記第1の有機物は、紫外線を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する有機物であり、
上記第2の有機物は、上記第1の有機物よりも長い波長の光を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する有機物であり、
入射光が、上記第1領域への到達に先だって、上記第2領域を通過するように配置される、ことを特徴とする。
(Wavelength conversion type sealing material layer)
The wavelength conversion type sealing material layer of the present invention is a wavelength conversion type sealing material layer having a first region containing at least a first organic material and a second region containing at least a second organic material,
The first organic substance is an organic substance that absorbs ultraviolet light and converts it into light having a longer wavelength than the absorbed light.
The second organic material is an organic material that absorbs light having a longer wavelength than the first organic material and converts the light into light having a longer wavelength than the absorbed light.
Prior to reaching the first region, the incident light is arranged to pass through the second region.
上記波長変換型封止材層は、上記第1領域と上記第2領域を有している。上記両領域は連続していてもよく、他の領域を介在していてもよい。上記各領域は、たとえば、各領域中の上記第1の有機物や第2の有機物の各々または両方の存在量(重量、モル、蛍光量子収率など)や、上記第1の有機物と第2の有機物との存在量比率によって、区別して認識することができる。 The wavelength conversion type sealing material layer has the first region and the second region. Both the above regions may be continuous or may be interposed with other regions. Each region includes, for example, the abundance (weight, mole, fluorescence quantum yield, etc.) of each or both of the first organic material and the second organic material in each region, and the first organic material and the second organic material. It can be distinguished and identified by the abundance ratio with the organic matter.
上記波長変換型封止材層において、上記第1領域は、少なくとも第1の有機物を含む。上記第1領域は、さらに、上記第2の有機物を含んでいてもよい。上記第1領域に含まれる第1の有機物は、上記第2領域に含まれる第1の有機物よりも多いものとすることが好ましい。また、上記第1領域が、上記第2の有機物を含まないものとすることができる。 In the wavelength conversion type sealing material layer, the first region includes at least a first organic substance. The first region may further include the second organic material. It is preferable that the first organic material included in the first region is larger than the first organic material included in the second region. The first region may not include the second organic material.
また、上記第1領域における上記第1の有機物と上記第2の有機物の存在比率は、重量を基準に、たとえば、100:0とすることができ、95:90であってもよく、90:10であってもよく、80:20でであってもよく、70:30であってもよく、60:40であってもよく、50:50であってもよい。また、上記第2領域よりも、上記第1領域における上記第1の有機物の存在比率が高ければよく、たとえば、上記比率が30:70や20:80のように、上記第1領域における上記第1の有機物が上記第2の有機物より少なくてもよい。 In addition, the abundance ratio of the first organic substance and the second organic substance in the first region can be, for example, 100: 0 based on the weight, and may be 95:90. It may be 10, 80:20, 70:30, 60:40, or 50:50. In addition, it is sufficient that the ratio of the first organic substance in the first region is higher than that in the second region. For example, the ratio in the first region is 30:70 or 20:80. One organic substance may be less than the second organic substance.
上記波長変換型封止材層において、上記第2領域は、少なくとも第2の有機物を含む。第2領域は、さらに、上記第1の有機物を含んでいてもよい。上記第2領域に含まれる第2の有機物は、上記第1領域に含まれる第1の有機物よりも多いものとすることが好ましい。また、上記第2領域が、上記第1の有機物を含まないものとすることができる。 In the wavelength conversion type sealing material layer, the second region includes at least a second organic substance. The second region may further contain the first organic material. The second organic material contained in the second region is preferably more than the first organic material contained in the first region. Further, the second region may not contain the first organic material.
また、上記第2領域における上記第1の有機物と上記第2の有機物の存在比率は、重量を基準に、たとえば、100:0とすることができ、95:90であってもよく、90:10であってもよく、80:20でであってもよく、70:30であってもよく、60:40であってもよく、50:50であってもよい。また、上記第1領域よりも、上記第2領域における上記第2の有機物の存在比率が高ければよく、たとえば、上記比率が30:70や20:80のように、上記第2領域における上記第2の有機物が上記第1の有機物より少なくてもよい。 In addition, the abundance ratio of the first organic substance and the second organic substance in the second region can be, for example, 100: 0 based on the weight, and may be 95:90. It may be 10, 80:20, 70:30, 60:40, or 50:50. Further, it is sufficient that the ratio of the second organic substance existing in the second region is higher than that in the first region. For example, the ratio in the second region is 30:70 or 20:80. Two organic substances may be less than the first organic substance.
また、上記波長変換型封止材層において、上記第1領域と上記第2領域の間に、上記第1領域よりも上記第2の有機物をより多く含む、および/または、上記第2領域よりも上記第1の有機物をより多く含む、第3領域をもつものとすることもできうる。また、上記第3領域は、その領域内に、連続的または段階的に、上記第1の有機物と上記第2の有機物の存在比に差があってもよい。また、第3領域内に他の領域を介在していてもよい。また、第3領域と、第1領域や第2領域との間に他の領域を介在していてもよい。また、上記第3領域において上記のように存在比に差がある場合、上記第1領域により近くなるほど、上記第1の有機物をより多く含むように配置されるようにすることが好ましい。また、上記第3領域において上記のように存在比に差がある場合、上記第2領域により近くなるほど、上記第2の有機物をより多く含むように配置されるようにすることが好ましい。たとえば、入射光が上記波長変換型封止材層内を通過する際に、入射光が、上記第1の有機物が連続的、漸次的、または段階的により多くなるように上記波長変換型封止材層内に上記第1の有機物を配置、存在させることが好ましい。また、たとえば、入射光が上記波長変換型封止材層内を通過する際に、入射光が、上記第2の有機物が連続的、漸次的、または段階的により少なくなるように上記波長変換型封止材層内に上記第1の有機物を配置、存在させることが好ましい。 Further, in the wavelength conversion type sealing material layer, the second organic material is contained more between the first region and the second region than the first region, and / or from the second region. Can also have a third region containing more of the first organic material. The third region may have a difference in the abundance ratio between the first organic substance and the second organic substance in the region continuously or stepwise. Further, another region may be interposed in the third region. Further, another region may be interposed between the third region and the first region or the second region. Further, when there is a difference in the abundance ratio as described above in the third region, it is preferable that the third region is disposed so as to contain more of the first organic substance as it is closer to the first region. In addition, when there is a difference in the abundance ratio as described above in the third region, it is preferable that the third region is arranged so as to contain more of the second organic matter as it is closer to the second region. For example, when the incident light passes through the wavelength conversion type sealing material layer, the wavelength conversion type sealing is performed such that the incident light increases in the first organic substance continuously, gradually, or stepwise. It is preferable that the first organic material is disposed and present in the material layer. In addition, for example, when the incident light passes through the wavelength conversion type sealing material layer, the wavelength conversion type is such that the incident light becomes less in the second organic material continuously, gradually, or stepwise. It is preferable that the first organic material is disposed and present in the sealing material layer.
また、上記波長変換型封止材層において、上記第1領域が第1波長変換型封止材層であり、上記第2領域が第2波長変換型封止材層であるものとすることが可能である。上記両層は連続していてもよく、本発明の作用を害さない限り、他の層を介在していてもよい。 In the wavelength conversion type sealing material layer, the first region is a first wavelength conversion type sealing material layer, and the second region is a second wavelength conversion type sealing material layer. Is possible. The two layers may be continuous, and other layers may be interposed as long as the effects of the present invention are not impaired.
また、上記第1波長変換型封止材層と上記第2波長変換型封止材層の間に、上記第1波長変換型封止材層よりも上記第2の有機物をより多く含む、および/または、上記第2波長変換型封止材層よりも上記第1の有機物をより多く含む、第3波長変換型封止材層をもつものとすることもできうる。また、上記第3波長変換型封止材層は、その層内に、連続的または段階的に、上記第1の有機物と上記第2の有機物の存在比が同一または異なる層が積層されていてもよい。また、第3波長変換型封止材層と、第1波長変換型封止材層や第2波長変換型封止材層との間に他の波長変換型封止材層を介在していてもよい。また、上記第3波長変換型封止材層が複数の層である場合、上記第1波長変換型封止材層により近くなるほど、上記第1の有機物をより多く含む波長変換型封止材層が並ぶように配置されるようにすることが好ましい。また、上記第3波長変換型封止材層において上記のように存在比に差がある場合、上記第2波長変換型封止材層により近くなるほど、上記第2の有機物をより多く含む層が並ぶように配置されるようにすることが好ましい。たとえば、入射光が上記波長変換型封止材層内を通過する際に、入射光が、上記第1の有機物が連続的、漸次的、または段階的により多くなるように上記波長変換型封止材層内に上記第3波長変換型封止材層を配置、存在させることが好ましい。また、たとえば、入射光が上記波長変換型封止材層内を通過する際に、入射光が、上記第2の有機物が連続的、漸次的、または段階的により少なくなるように上記波長変換型封止材層内に上記第3波長変換型封止材層を配置、存在させることが好ましい。 In addition, between the first wavelength conversion type sealing material layer and the second wavelength conversion type sealing material layer, more of the second organic substance than the first wavelength conversion type sealing material layer, and Alternatively, it may be possible to have a third wavelength conversion type sealing material layer containing more of the first organic material than the second wavelength conversion type sealing material layer. Further, the third wavelength conversion type sealing material layer has a layer in which the abundance ratio of the first organic substance and the second organic substance is the same or different in a continuous or stepwise manner. Also good. Further, another wavelength conversion type sealing material layer is interposed between the third wavelength conversion type sealing material layer and the first wavelength conversion type sealing material layer or the second wavelength conversion type sealing material layer. Also good. Moreover, when the said 3rd wavelength conversion type sealing material layer is a several layer, the wavelength conversion type sealing material layer which contains more said 1st organic substances, so that it becomes closer to the said 1st wavelength conversion type sealing material layer It is preferable that they are arranged in a line. Further, when there is a difference in the abundance ratio as described above in the third wavelength conversion type sealing material layer, the closer to the second wavelength conversion type sealing material layer, the more the layer containing the second organic matter. It is preferable to arrange them side by side. For example, when the incident light passes through the wavelength conversion type sealing material layer, the wavelength conversion type sealing is performed such that the incident light increases in the first organic substance continuously, gradually, or stepwise. It is preferable that the third wavelength conversion type sealing material layer is disposed and present in the material layer. In addition, for example, when the incident light passes through the wavelength conversion type sealing material layer, the wavelength conversion type is such that the incident light becomes less in the second organic material continuously, gradually, or stepwise. It is preferable that the third wavelength conversion type sealing material layer is disposed and present in the sealing material layer.
本発明の波長変換型封止材層について、一例として図1〜7に簡易な模式図を示すが、本発明がこれらに限定されるものではない。図1〜7は、太陽電池モジュール1の例示である。図1において、波長変換型封止材層20は太陽電池セル30に設けられている、その反対側には表面保護層10が設けられている。この場合、通常、入射光は表面保護層10側から入射し、波長変換型封止材層20を経由して、太陽電池セル30に到達する。上記波長変換型封止材層20の層内には、第1領域61と第2領域62がある。第1領域で吸収されない波長領域の入射光は、表面保護層10、第2領域62、第1領域61、を順に透過して、太陽電池セル30に到達する。一方、第1領域の第1の有機物に吸収される波長領域の入射光は、表面保護層10、第2領域62を順に透過して、第1領域61で有機物に吸収される。そして上記第1の有機物が発光した光の一部は、そのまま太陽電池セル30に到達する。また、上記第1の有機物が発光した光の別の一部は、第2領域側に向かって、第2領域中の第2の有機物に吸収される。そして上記第2の有機物が発光した光の一部は、そのまま太陽電池セル30に到達する。 About the wavelength conversion type sealing material layer of this invention, although a simple schematic diagram is shown in FIGS. 1-7 as an example, this invention is not limited to these. 1 to 7 are illustrations of the solar cell module 1. In FIG. 1, the wavelength conversion type sealing material layer 20 is provided in the photovoltaic cell 30, The surface protective layer 10 is provided in the other side. In this case, normally, the incident light enters from the surface protective layer 10 side and reaches the solar battery cell 30 via the wavelength conversion type sealing material layer 20. In the layer of the wavelength conversion type sealing material layer 20, there are a first region 61 and a second region 62. Incident light in a wavelength region that is not absorbed in the first region passes through the surface protective layer 10, the second region 62, and the first region 61 in order, and reaches the solar battery cell 30. On the other hand, incident light in the wavelength region that is absorbed by the first organic material in the first region passes through the surface protective layer 10 and the second region 62 in order, and is absorbed by the organic material in the first region 61. A part of the light emitted from the first organic material reaches the solar battery cell 30 as it is. Further, another part of the light emitted from the first organic material is absorbed by the second organic material in the second region toward the second region side. A part of the light emitted from the second organic material reaches the solar battery cell 30 as it is.
図2は、上記波長変換型封止材層20の層内に、第1領域61、第2領域62、および第3領域63を有する例である。第3領域63は、第1領域61と第2領域62の間にある。図3〜5は、上記各領域が層である場合の例である。たとえば、図3では、第1波長変換型封止材層21と第2波長変換型封止材層22が合わさって波長変換型封止材層20を形成している。同様に、図5では、第1波長変換型封止材層21、第2波長変換型封止材層22、および第3波長変換型封止材層23が合わさって波長変換型封止材層20を形成している。図6,7は図1の場合の領域表示を除いた例である。また、いずれの場合も、図4、7のように、表面保護層10、太陽電池セルの背面側にさらに封止材層40、バックシート50を適宜備えることもできる。また、これらの各層間に、上記太陽電池用封止材層の上記機能を損なわない限り、接着材層、粘着剤層などの他の層を適宜介在してもよい。また、上記背面用の封止材層として、適宜、本発明の波長変換型封止材層を用いてもよい。 FIG. 2 is an example having a first region 61, a second region 62, and a third region 63 in the layer of the wavelength conversion type sealing material layer 20. The third region 63 is between the first region 61 and the second region 62. 3-5 is an example in case each said area | region is a layer. For example, in FIG. 3, the first wavelength conversion type sealing material layer 21 and the second wavelength conversion type sealing material layer 22 are combined to form the wavelength conversion type sealing material layer 20. Similarly, in FIG. 5, the first wavelength conversion type sealing material layer 21, the second wavelength conversion type sealing material layer 22, and the third wavelength conversion type sealing material layer 23 are combined to form a wavelength conversion type sealing material layer. 20 is formed. 6 and 7 are examples in which the area display in the case of FIG. 1 is omitted. Moreover, in any case, as shown in FIGS. 4 and 7, a sealing material layer 40 and a back sheet 50 can be appropriately provided on the surface protective layer 10 and the back side of the solar battery cell. Moreover, as long as the said function of the said solar cell sealing material layer is not impaired between these each layers, you may interpose other layers, such as an adhesive material layer and an adhesive layer, suitably. Moreover, you may use the wavelength conversion type sealing material layer of this invention suitably as said sealing material layer for back surfaces.
本発明の波長変換型封止材層は、たとえば、上記波長変換型封止材組成物を用いて形成することができる。 The wavelength conversion type sealing material layer of this invention can be formed using the said wavelength conversion type sealing material composition, for example.
上記波長変換型封止材層を製造するには、公知の方法に準じて行えばよい。たとえば、上記の各材料を加熱混練、スーパーミキサー(高速流動混合機)、ロールミル、プラストミル等を用いて公知の方法で混合した組成物を、通常の押出成形、カレンダ成形(カレンダリング)、真空熱加圧等により成形してシート状物を得る方法により適宜製造することができる。また、PETフィルム等の上に上記層を形成した後、表面保護層に転写する方法により製造することができる。また、ホットメルトアプリケーターにより、混練溶融と塗布を同時に行う方法を用いることができる。 What is necessary is just to carry out according to a well-known method in order to manufacture the said wavelength conversion type sealing material layer. For example, a composition obtained by mixing each of the above materials by a known method using heat kneading, a super mixer (high-speed fluid mixing machine), a roll mill, a plast mill, etc., is subjected to ordinary extrusion molding, calendar molding (calendering), vacuum heat It can be suitably produced by a method of forming a sheet-like material by molding under pressure or the like. Moreover, after forming the said layer on PET film etc., it can manufacture by the method of transcribe | transferring to a surface protective layer. Further, a method of simultaneously kneading and melting and applying with a hot melt applicator can be used.
より具体的には、たとえば、上記マトリックス樹脂、第1の有機物、および/または、第2の有機物等を含む上記波長変換型封止材組成物を、表面保護層またはセパレーターなどにそのまま塗布してもよし、上記材料を他の材料と混合組成物として塗布してもよい。また、上記波長変換型封止材組成物を蒸着、スパッタリング、エアロゾルデポジッション法等で形成してもよい。 More specifically, for example, the wavelength conversion-type sealing material composition containing the matrix resin, the first organic material, and / or the second organic material is directly applied to a surface protective layer or a separator. Alternatively, the above material may be applied as a mixed composition with other materials. Moreover, you may form the said wavelength conversion type sealing material composition by vapor deposition, sputtering, the aerosol deposition method, etc.
上記混合組成物として塗布する場合、上記マトリックス樹脂は、加工性を考慮して、融点が50〜250℃であることが好ましく、50〜200℃であることがより好ましく、50〜180℃であることがさらに好ましい。また、たとえば、上記波長変換型封止材組成物の融点が50〜250℃の場合、上記組成物の混練溶融および塗布温度は、上記融点に30〜100℃加えた温度で行うことが好ましい。 When applied as the mixed composition, the matrix resin preferably has a melting point of 50 to 250 ° C., more preferably 50 to 200 ° C., and 50 to 180 ° C. in consideration of processability. More preferably. For example, when the melting point of the wavelength conversion type sealing material composition is 50 to 250 ° C., the kneading and melting and application temperature of the composition are preferably performed at a temperature obtained by adding 30 to 100 ° C. to the melting point.
また、いくつかの実施形態において、波長変換型封止材層が下記の工程によって薄膜構造体に製造される:(i)ポリマー(マトリックス樹脂)粉末が所定の比率で溶媒(たとえば、テトラクロロエチレン(TCE)、シクロペンタノン、ジオキサンなど)に溶解されたポリマー溶液を調製する工程、(ii)ポリマー混合物を含有する発光色素(蛍光色素化合物)を、ポリマー溶液を所定の重量比で発光色素と混合して、色素含有ポリマー溶液を得ることによって調製する工程、(iii)色素/ポリマー薄膜を、色素含有ポリマー溶液をガラス基板の上に直接に流し込み、その後、基板を2時間で室温から最高で100℃まで熱処理し、残留溶媒を130℃での一晩のさらなる真空加熱によって完全に除くことによって形成する工程、および、(iv)使用前に、色素/ポリマー薄膜を水の中で剥がし、その後、自立型ポリマーフィルムを完全に乾燥する工程;(v)フィルムの厚さを、色素/ポリマー溶液の濃度および蒸発速度を変化させることによって制御することができる。 Also, in some embodiments, the wavelength converting encapsulant layer is manufactured into a thin film structure by the following steps: (i) The polymer (matrix resin) powder is a solvent (eg, tetrachloroethylene (TCE) in a predetermined ratio. ), Preparing a polymer solution dissolved in cyclopentanone, dioxane, etc.) (ii) mixing a luminescent dye (fluorescent dye compound) containing the polymer mixture with the luminescent dye in a predetermined weight ratio Preparing a dye-containing polymer solution, (iii) pouring the dye / polymer thin film directly onto the glass substrate, after which the substrate is allowed to run from room temperature up to 100 ° C. in 2 hours Forming by removing the residual solvent by further vacuum heating overnight at 130 ° C. And (iv) peeling the dye / polymer thin film in water before use, and then completely drying the free-standing polymer film; (v) the thickness of the film, the concentration of the dye / polymer solution and the evaporation It can be controlled by changing the speed.
また、上記加熱混練処理等を行って加工する場合、上記蛍光色素化合物の融点が過度に高い場合、系内(ポリマーマトリックス中など)に均一に分散・溶解することに難しくなり、得られるシートにおいて色素が均一分散しにくくなることがある。そのため、蛍光色素化合物として、その融点が250℃以下、望ましくは220℃以下、さらに望ましくは210℃以下であることが好ましい。ただ、低すぎる場合にも、ブリードアウト等の不都合が生じうるため、融点が50℃以下のものは上記工程では劣る場合がある。よって、上記融点が50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、70℃以上であることがさらに好ましい。上記のような本発明の発色団を用いることにより、特にシート化した際の均一性が容易に得られやすくなり、生産・加工性に特に優れたものとなる。 In addition, when processing by performing the above heat-kneading treatment or the like, if the melting point of the fluorescent dye compound is excessively high, it becomes difficult to uniformly disperse and dissolve in the system (in the polymer matrix, etc.). The dye may be difficult to uniformly disperse. Therefore, it is preferable that the fluorescent dye compound has a melting point of 250 ° C. or lower, desirably 220 ° C. or lower, and more desirably 210 ° C. or lower. However, inconveniences such as bleed out may occur even when the temperature is too low, and those having a melting point of 50 ° C. or lower may be inferior in the above process. Therefore, the melting point is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and further preferably 70 ° C. or higher. By using the chromophore of the present invention as described above, it becomes easy to obtain uniformity, particularly when it is made into a sheet, and it is particularly excellent in production and workability.
また、上記製造において、各波長変換型封止材層を個別に作製してから貼り合わせたり積層してもよく、押出成型などにより各層を同時に作製してもよい。 Moreover, in the said manufacture, after each wavelength conversion type sealing material layer is produced separately, it may bond and laminate | stack, and each layer may be produced simultaneously by extrusion molding etc.
また、上記波長変換型封止材層の厚み(複数積層する場合は波長変換型封止材層全体の厚み)は、たとえば、20〜2000μmとすることが好ましく、50〜1000μmであってもよく、200〜800μmであってもよい。20μmよりも薄くなると、波長変換機能が発現しにくくなってしまう。一方、2000μmより厚くなると、他層との密着性が低下し、コスト的にも不利益である。 In addition, the thickness of the wavelength conversion type sealing material layer (the thickness of the whole wavelength conversion type sealing material layer when plural layers are laminated) is preferably 20 to 2000 μm, for example, and may be 50 to 1000 μm. 200 to 800 μm may be used. If the thickness is less than 20 μm, the wavelength conversion function is hardly exhibited. On the other hand, when it becomes thicker than 2000 micrometers, adhesiveness with another layer falls and it is disadvantageous also in cost.
また、上記波長変換型封止材層を複数積層する場合の波長変換型封止材層各層の厚みは、たとえば、10〜1500μmであることが好ましく、30〜1000μmであってもよく、100〜700μmであってもよい。10μmよりも薄くなると、当該層の波長変換機能が発現しにくくなってしまう。一方、1500μmより厚くなると、他層との密着性が低下し、コスト的にも不利益である。 Moreover, the thickness of each wavelength conversion type sealing material layer in the case of laminating a plurality of the wavelength conversion type sealing material layers is, for example, preferably 10 to 1500 μm, and may be 30 to 1000 μm. It may be 700 μm. If the thickness is thinner than 10 μm, the wavelength conversion function of the layer is hardly exhibited. On the other hand, when it becomes thicker than 1500 micrometers, adhesiveness with another layer falls and it is disadvantageous also in cost.
上記波長変換型封止材層の光学的厚み(吸光度)(複数積層する場合は波長変換型封止材層全体の光学的厚み)は、0.5〜6であることが好ましく、1〜4であることがより好ましく、1〜3であることがさらに好ましい。上記吸光度が低いと、波長変換機能が発現しにくくなってしまう。一方、上記吸光度が大きすぎると、コスト的にも不利益である。なお、上記吸光度は、ランベルト・ベールの法則に従って算出される値である。 The optical thickness (absorbance) of the wavelength conversion type sealing material layer (in the case of stacking a plurality of layers, the optical thickness of the whole wavelength conversion type sealing material layer) is preferably from 0.5 to 6, and preferably from 1 to 4 Is more preferable, and it is further more preferable that it is 1-3. If the absorbance is low, the wavelength conversion function is hardly exhibited. On the other hand, if the absorbance is too large, it is disadvantageous in terms of cost. The absorbance is a value calculated according to Lambert-Beer law.
また、上記波長変換型封止材層を複数積層する場合の波長変換型封止材層各層の光学的厚みは、たとえば、0.001〜5であることが好ましく、0.01〜4であってもよく、0.04〜3であってもよい。上記吸光度が低いと、当該層の波長変換機能が発現しにくくなってしまう。一方、上記吸光度が大きすぎると、コスト的にも不利益である。 In addition, the optical thickness of each wavelength conversion type sealing material layer in the case where a plurality of the wavelength conversion type sealing material layers are laminated is, for example, preferably 0.001 to 5, and 0.01 to 4. It may be 0.04-3. When the said light absorbency is low, the wavelength conversion function of the said layer will become difficult to express. On the other hand, if the absorbance is too large, it is disadvantageous in terms of cost.
また、上記波長変換型封止材層において、上記第1の有機物の極大蛍光波長λ1emと上記第2の有機物の極大励起波長λ2exとが下記式(式(1))の関係、つまり、λ1em−80≦λ2ex≦λ1em+100(nm)にあることが好ましく、λ1em−70≦λ2ex≦λ1em+90(nm)であってもよく、λ1em−65≦λ2ex≦λ1em+80(nm)であってもよい。上記波長変換型封止材層は、下記式(1)の関係にある上記第1の有機物と上記第2の有機物を用いるため、これまで発電に寄与せずにロスしていたより短波長域の光を長波長側に効果的に変換して発電に寄与しうる光としてより有効活用することができる。
[式(1)]
λ1em−80≦λ2ex≦λ1em+100(nm)
Further, in the wavelength conversion type sealing material layer, the relationship of the first organic maximum fluorescence wavelength lambda 1em and the maximum excitation wavelength lambda 2EX and the following formula of a second organic (formula (1)), that is, preferably in the λ 1em -80 ≦ λ 2ex ≦ λ 1em +100 (nm), may be a λ 1em -70 ≦ λ 2ex ≦ λ 1em +90 (nm), λ 1em -65 ≦ λ 2ex ≦ λ 1em It may be +80 (nm). The wavelength conversion type sealing material layer uses the first organic material and the second organic material in the relationship of the following formula (1). It can be used more effectively as light that can effectively convert light to the longer wavelength side and contribute to power generation.
[Formula (1)]
λ 1em -80 ≦ λ 2ex ≦ λ 1em +100 (nm)
また、上記波長変換型封止材層において、上記第1の有機物の極大吸収波長λ1absと上記第2の有機物の極大励起波長λ2exとが下記式(式(2))の関係、つまりλ2ex−λ1abs≧5(nm)であることが好ましい。下記式(式(2))の関係が、λ2ex−λ1abs≧10(nm)であってもよく、λ2ex−λ1abs≧50(nm)であってもよく、λ2ex−λ1abs≧60(nm)であってもよく、λ2ex−λ1abs≧70(nm)であってもよく、λ2ex−λ1abs≧80(nm)であってもよい。上記波長変換型封止材層は、上記関係を満たす構成を有することにより、上記第1の有機物がより長波長域にシフトして蛍光発光させた光を、上記第2の有機物が効果的に励起に用いることがしやすくなり、次いで第2の有機物がより長波長域にシフト(レッドシフト)させて蛍光発光させる結果、発電に寄与しない波長域の光を発電に寄与する波長域の光に波長変換することができるものと推測している。
[式(2)]
λ2ex−λ1abs≧5(nm)
In the wavelength conversion type sealing material layer, the relationship between the maximum absorption wavelength λ 1abs of the first organic substance and the maximum excitation wavelength λ 2ex of the second organic substance is expressed by the following formula (formula (2)), that is, λ It is preferable that 2ex− λ 1abs ≧ 5 (nm). The relationship of the following formula (formula (2)) may be λ 2ex −λ 1abs ≧ 10 (nm), λ 2ex −λ 1abs ≧ 50 (nm), or λ 2ex −λ 1abs ≧ It may be 60 (nm), λ 2ex −λ 1abs ≧ 70 (nm), or λ 2ex −λ 1abs ≧ 80 (nm). The wavelength conversion type sealing material layer has a configuration satisfying the above relationship, so that the second organic material effectively converts the light emitted from the first organic material into a longer wavelength region and fluorescently emitted. It becomes easy to use for excitation, and then the second organic substance shifts to a longer wavelength region (red shift) and causes fluorescence emission, so that light in a wavelength region that does not contribute to power generation becomes light in a wavelength region that contributes to power generation. It is estimated that the wavelength can be converted.
[Formula (2)]
λ 2ex −λ 1abs ≧ 5 (nm)
また、上記波長変換型封止材組成層と同様に、上記波長変換型封止材組成物において、上記第1の有機物の極大蛍光波長λ1emと上記第2の有機物の極大励起波長λ2exとが上記式(式(1))の関係であることが好ましく、上記式(式(2))の関係であることが好ましい。 Also, as with the wavelength conversion type sealing material composition layer, in the wavelength conversion type sealing material composition, the maximum excitation wavelength lambda 2EX maximum fluorescence wavelength lambda 1em and the second organic material in the first organic Is preferably the relationship of the above formula (formula (1)), and is preferably the relationship of the above formula (formula (2)).
また、上記波長変換型封止材層において、上記第1の有機物の、上記波長変換型封止材層中における重量部数P1、モル吸光係数ε1、および分子量Mw1の逆数の積で表される指標C1と、
上記第2の有機物の、上記波長変換型封止材層中における重量部数P2、モル吸光係数ε2、および分子量Mw2の逆数の積で表される指標C2との比(式(3))が、0.001≦C2/C1≦0.5であることが好ましく、0.002≦C2/C1≦0.5であってもよく、0.003≦C2/C1≦0.48であってもよく、0.004≦C2/C1≦0.48であってもよい。
[式(3)]
C2/C1=[(P2×ε2)/Mw2]/[(P1×ε1)/Mw1]
Further, in the wavelength conversion type sealing material layer, the first organic substance is expressed by a product of the reciprocal number of the weight part P 1 , the molar extinction coefficient ε 1 , and the molecular weight Mw 1 in the wavelength conversion type sealing material layer. The index C 1 to be
The ratio of the second organic material to the index C 2 represented by the product of the reciprocal of the weight part P 2 , molar extinction coefficient ε 2 , and molecular weight Mw 2 in the wavelength conversion type sealing material layer (formula (3 )) Is preferably 0.001 ≦ C 2 / C 1 ≦ 0.5, and may be 0.002 ≦ C 2 / C 1 ≦ 0.5, or 0.003 ≦ C 2 / C. It may be 1 ≦ 0.48, or 0.004 ≦ C 2 / C 1 ≦ 0.48.
[Formula (3)]
C 2 / C 1 = [(P 2 × ε 2 ) / Mw 2 ] / [(P 1 × ε 1 ) / Mw 1 ]
また、上記第1の有機物と上記第2の有機物の組み合わせ配合量として、上述の式(3)の比が特定の範囲になるように満たしたうえで、波長変換型封止材層のマトリックス樹脂100重量部に対して、上記第1の有機物と上記第2の有機物の各配合量が0.001〜0.5重量部と0.0001〜0.1重量部であることが好ましく、0.001〜0.3重量部と0.0001〜0.05重量部であってもよく、0.005〜0.2重量部と0.001〜0.02重量部であってもよい。 Moreover, after satisfy | filling so that the ratio of said Formula (3) may become a specific range as a combination compounding quantity of a said 1st organic substance and a said 2nd organic substance, the matrix resin of a wavelength conversion type sealing material layer The blending amounts of the first organic substance and the second organic substance are preferably 0.001 to 0.5 parts by weight and 0.0001 to 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight. It may be 001 to 0.3 parts by weight and 0.0001 to 0.05 parts by weight, or 0.005 to 0.2 parts by weight and 0.001 to 0.02 parts by weight.
また、上記波長変換型封止材層において、用いている第1の有機物および第2の有機物の存在量および含有比率等は、上記波長変換型封止材層および上記太陽電池モジュールのいずれの段階であっても、二次イオンの検出、解析を行うことで推測または確認が可能である。たとえば、上記蛍光色素化合物では、複素環構造由来(たとえばベンゾチアジアゾール骨格やベンゾトリアゾール骨格)のピーク等における負の二次イオンの検出をなしうることで、解析、評価が可能である。 In the wavelength conversion type sealing material layer, the abundances and content ratios of the first organic substance and the second organic substance used are in any stage of the wavelength conversion type sealing material layer and the solar cell module. Even so, it can be estimated or confirmed by detecting and analyzing secondary ions. For example, the fluorescent dye compound can be analyzed and evaluated by detecting a negative secondary ion at a peak derived from a heterocyclic structure (for example, a benzothiadiazole skeleton or a benzotriazole skeleton).
(太陽電池モジュール)
本発明の太陽電池モジュール1は、上記波長変換封止材層20および太陽電池セル30を含むことを特徴とする。一例として図1〜7に簡易な模式図を示すが、本発明がこれらに限定されるものではない。また、表面保護層10、太陽電池セルの背面側にさらに封止材層40、バックシート50を適宜備えることもできる。また、これらの各層間に、上記太陽電池用封止材層の上記機能を損なわない限り、接着材層、粘着剤層などの他の層を適宜介在してもよい。また、上記背面用の封止材層として、適宜、本発明の波長変換型封止材層を用いてもよい。
(Solar cell module)
The solar cell module 1 of the present invention includes the wavelength conversion sealing material layer 20 and the solar cells 30. As an example, FIGS. 1 to 7 show simple schematic diagrams, but the present invention is not limited to these. Moreover, the sealing material layer 40 and the back sheet | seat 50 can also be suitably provided in the back surface side of the surface protective layer 10 and a photovoltaic cell. Moreover, as long as the said function of the said solar cell sealing material layer is not impaired between these each layers, you may interpose other layers, such as an adhesive material layer and an adhesive layer, suitably. Moreover, you may use the wavelength conversion type sealing material layer of this invention suitably as said sealing material layer for back surfaces.
上記太陽電池モジュールは、上記波長変換型封止材層を備えるため、通常は光電変換に寄与しない波長を光電変換に寄与しうる波長に変換することができる。具体的には、ある波長をそれよりもより長波長へ、たとえば、370nmより短い波長を370nm以上の波長に変換することができる。特に、紫外線領域の波長(10nm〜365nm)を可視光領域の波長(370〜800nm)へ変換するものである。また、光電変換に寄与する波長の範囲は、太陽電池の種類によって変化し、たとえば、シリコン系太陽電池であっても、使用されるシリコンの結晶形態によって変化する。たとえば、アモルファスシリコン太陽電池の場合、400nm〜700nm、多結晶シリコン太陽電池の場合、約600nm〜1100nmと考えられる。このため、光電変換に寄与する波長は、必ずしも可視光領域の波長にかぎられない。 Since the said solar cell module is provided with the said wavelength conversion type sealing material layer, it can convert into the wavelength which can contribute to photoelectric conversion normally the wavelength which does not contribute to photoelectric conversion. Specifically, a certain wavelength can be converted into a longer wavelength, for example, a wavelength shorter than 370 nm can be converted into a wavelength of 370 nm or more. In particular, the wavelength in the ultraviolet region (10 nm to 365 nm) is converted to the wavelength in the visible light region (370 to 800 nm). Moreover, the range of the wavelength which contributes to photoelectric conversion changes with the kind of solar cell, for example, even if it is a silicon-type solar cell, it changes with the crystal | crystallization forms of the silicon used. For example, in the case of an amorphous silicon solar cell, it is considered to be about 400 nm to 700 nm, and in the case of a polycrystalline silicon solar cell, about 600 nm to 1100 nm. For this reason, the wavelength contributing to photoelectric conversion is not necessarily limited to the wavelength in the visible light region.
上記太陽電池セルとして、たとえば、結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、微結晶シリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、ヘテロ接合型太陽電池、多接合型太陽電池、硫化カドミウム/テルル化カドミウム太陽電池、CIS系薄膜太陽電池、CIGS系薄膜太陽電池、CZTS系薄膜太陽電池、III−V族太陽電池、色素増感型太陽電池、または、有機半導体太陽電池を用いることができる。上記太陽電池セルとして、結晶シリコン太陽電池であることが好ましい。 Examples of the solar battery cell include a crystalline silicon solar battery, an amorphous silicon solar battery, a microcrystalline silicon solar battery, a thin film silicon solar battery, a heterojunction solar battery, a multijunction solar battery, a cadmium sulfide / cadmium telluride solar battery, A CIS thin film solar cell, a CIGS thin film solar cell, a CZTS thin film solar cell, a III-V group solar cell, a dye-sensitized solar cell, or an organic semiconductor solar cell can be used. The solar battery cell is preferably a crystalline silicon solar battery.
上記太陽電池モジュールの製造において、上記太陽電池用封止材層を上記太陽電池セル等に転写してもよく、直接上記太陽電池セル上に塗布形成してもよい。また、上記太陽電池用封止材層と他の層を同時に形成してもよい。 In the production of the solar cell module, the solar cell encapsulant layer may be transferred to the solar cell or the like, or may be directly coated on the solar cell. Moreover, you may form the said sealing material layer for solar cells, and another layer simultaneously.
また、本発明の太陽電池モジュールは、入射光が、太陽電池セルへの到達に先だって、上記波長変換型封止材層を通過するように配置されることが好ましい。上記構成とすることで、より確実に、太陽エネルギーのより広い範囲のスペクトルが電気に変換されることが可能となり、光電変換効率を効果的に高めることができる。 Moreover, it is preferable that the solar cell module of this invention is arrange | positioned so that incident light may pass the said wavelength conversion type sealing material layer prior to arrival to a photovoltaic cell. By setting it as the said structure, it becomes possible to more reliably convert the spectrum of the wider range of solar energy into electricity, and can improve photoelectric conversion efficiency effectively.
上記表面保護層として、太陽電池用途の表面保護層として用いられている公知のものを用いることができる。上記表面保護層として、たとえば、フロントシートやガラスなどをあげることができる。上記ガラスとして、たとえば、白板、エンボスの有無等、適宜種々のものを用いることができる。 As the surface protective layer, a known layer used as a surface protective layer for solar cells can be used. Examples of the surface protective layer include a front sheet and glass. As said glass, various things, such as a white board and the presence or absence of embossing, can be used suitably, for example.
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。 Examples and the like specifically showing the configuration and effects of the present invention will be described below.
(有機物)
実施例および比較例では、以下の蛍光化合物を用いた。
[化合物A]
4,7−ビス(4−t−ブチルフェニル)−2−イソブチル−2H−ベンゾトリアゾール
極大吸収波長:345nm
極大励起波長:345nm
極大蛍光波長:415nm
分子量:439.64
[化合物B]
4,7−ビス(4−イソブチルオキシフェニル)−2、1,3−ベンゾチアジアゾール
極大吸収波長:420nm
極大励起波長:430nm
極大蛍光波長:520nm
分子量:432.58
[化合物C]
4,7−ジフェニル−2−イソブチル−2H−ベンゾトリアゾール
極大吸収波長:340nm
極大励起波長:330nm
極大蛍光波長:400nm
分子量:327.42
[化合物D]
4,7−ビス(ジフェニルアミノフェニル)−2H−2−ピリミジニル−2−ベンゾトリアゾール
極大吸収波長:450nm
極大励起波長:470nm
極大蛍光波長:540nm
分子量:683.8
[化合物E]
ビス(t−ブチルベンゾオキサゾリル)チオフェン
極大吸収波長:375nm
極大励起波長:340−390nm
極大蛍光波長:430nm
分子量:430.56
[化合物F]
4,7−ビス(4−イソブチルオキシフェニル)−2−イソブチル−2H−ベンゾトリアゾール
極大吸収波長:360nm
極大励起波長:350nm
極大蛍光波長:435nm
分子量:471.63
[化合物G]
4,7−ビス(4−t−ブチルフェニル)−2、1,3−ベンゾチアジアゾール
極大吸収波長:395nm
極大励起波長:400nm
極大蛍光波長:490nm
分子量:400.58
(organic matter)
In the examples and comparative examples, the following fluorescent compounds were used.
[Compound A]
4,7-bis (4-t-butylphenyl) -2-isobutyl-2H-benzotriazole Maximum absorption wavelength: 345 nm
Maximum excitation wavelength: 345 nm
Maximum fluorescence wavelength: 415 nm
Molecular weight: 439.64
[Compound B]
4,7-bis (4-isobutyloxyphenyl) -2,1,3-benzothiadiazole Maximum absorption wavelength: 420 nm
Maximum excitation wavelength: 430 nm
Maximum fluorescence wavelength: 520 nm
Molecular weight: 432.58
[Compound C]
4,7-diphenyl-2-isobutyl-2H-benzotriazole Maximum absorption wavelength: 340 nm
Maximum excitation wavelength: 330 nm
Maximum fluorescence wavelength: 400nm
Molecular weight: 327.42
[Compound D]
4,7-bis (diphenylaminophenyl) -2H-2-pyrimidinyl-2-benzotriazole Maximum absorption wavelength: 450 nm
Maximum excitation wavelength: 470 nm
Maximum fluorescence wavelength: 540 nm
Molecular weight: 683.8
[Compound E]
Bis (t-butylbenzoxazolyl) thiophene Maximum absorption wavelength: 375 nm
Maximum excitation wavelength: 340-390 nm
Maximum fluorescence wavelength: 430 nm
Molecular weight: 430.56
[Compound F]
4,7-bis (4-isobutyloxyphenyl) -2-isobutyl-2H-benzotriazole Maximum absorption wavelength: 360 nm
Maximum excitation wavelength: 350 nm
Maximum fluorescence wavelength: 435 nm
Molecular weight: 471.63
[Compound G]
4,7-bis (4-t-butylphenyl) -2,1,3-benzothiadiazole Maximum absorption wavelength: 395 nm
Maximum excitation wavelength: 400 nm
Maximum fluorescence wavelength: 490 nm
Molecular weight: 400.58
(その他の化合物)
マトリックス樹脂:スミテートKA30、エチレンビニルアセテート(EVA)樹脂(住友化学社製)
過酸化物:パーブチルE、t−ブチルパーオキシ−2−エチルへキシルモノカルボネート(日油社製)
架橋助剤:TAIC、トリアリルイソシアヌレート(日本化成社製)
酸化防止剤:BHT、ジブチルヒドロキシトルエン(東京化成社製)
光安定化剤:Tinuvin144、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネート(BASF社製)
シランカップリング剤:KBM503、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン社製)。
(Other compounds)
Matrix resin: Summitate KA30, ethylene vinyl acetate (EVA) resin (Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
Peroxide: Perbutyl E, t-butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate (manufactured by NOF Corporation)
Crosslinking aid: TAIC, triallyl isocyanurate (Nippon Kasei Co., Ltd.)
Antioxidant: BHT, dibutylhydroxytoluene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
Light stabilizer: Tinuvin 144, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) [[3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl] methyl] butylmalo Nate (BASF)
Silane coupling agent: KBM503, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone).
(封止材)
各実施例・比較例において、各化合物を表の配合に基づき、各封止材層(封止シート)を下記方法によって製造した。
(Encapsulant)
In each Example / Comparative Example, each sealing material layer (sealing sheet) was produced by the following method based on the formulation of each compound.
〔実施例1、比較例1〕
[多層構成の封止シート]
種類の異なる波長変換剤を単一組成にて所定の濃度になるように配合した樹脂を用いて、それぞれについて厚み300μmのフィルムを作製した。これらの2つの異なるフィルムを貼り合わせて、厚み600μmのフィルムを作製した。このフィルムを2枚の白板ガラスの間に挟み80℃の条件下で貼り合わせて、多層構成の封止シートを作製した。なお、表中のphrは、樹脂100重量部に対する各成分の添加部数を意味する。
[Multi-layer encapsulating sheet]
A film having a thickness of 300 μm was prepared using a resin in which different types of wavelength conversion agents were blended in a single composition so as to have a predetermined concentration. These two different films were bonded together to produce a film having a thickness of 600 μm. This film was sandwiched between two pieces of white sheet glass and bonded under the condition of 80 ° C. to produce a multilayered sealing sheet. In addition, phr in the table means the number of added parts of each component with respect to 100 parts by weight of the resin.
〔比較例6〕
[単一層構成の封止シート]
多層構成の封止シートに用いた2種の波長変換剤を混合し、所定の濃度になるように配合した樹脂を用いて、厚み600μmのフィルムを作製した。このフィルムを2枚の白板ガラスの間に挟み80℃の条件下で貼り合わせて、単一構成の封止シートを作製した。なお、表中のphrは、樹脂100重量部に対する各成分の添加部数を意味する。
[Single-layer encapsulating sheet]
A film having a thickness of 600 μm was prepared using a resin in which two kinds of wavelength conversion agents used in a multi-layered sealing sheet were mixed and blended to have a predetermined concentration. This film was sandwiched between two pieces of white sheet glass and bonded under the condition of 80 ° C. to produce a single-structure sealing sheet. In addition, phr in the table means the number of added parts of each component with respect to 100 parts by weight of the resin.
〔実施例2〜5、比較例2〜5、7、8〕
[多層構成の封止シート]
種類の異なる波長変換剤を単一組成にて所定の濃度になるように配合した樹脂を用いて、それぞれについて厚み300μmのフィルムを作製した。これらの2つの異なるフィルムを貼り合わせて、多層構成のフィルムを作製した。このフィルムを2枚の白板ガラスの間に挟み80℃の条件下で貼り合わせて、多層構成の封止シートを作製した。なお、表中のphrは、樹脂100重量部に対する各成分の添加部数を意味する。
[Examples 2-5, Comparative Examples 2-5, 7, 8]
[Multi-layer encapsulating sheet]
A film having a thickness of 300 μm was prepared using a resin in which different types of wavelength conversion agents were blended in a single composition so as to have a predetermined concentration. These two different films were laminated to produce a multilayer film. This film was sandwiched between two pieces of white sheet glass and bonded under the condition of 80 ° C. to produce a multilayered sealing sheet. In addition, phr in the table means the number of added parts of each component with respect to 100 parts by weight of the resin.
(極大吸収波長の測定)
極大吸収波長の測定は、紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V−560、波長範囲300〜800nm)を用いて行った。吸収スペクトルのうちで吸光度の極大値を示す波長を極大吸収波長とした。
(Measurement of maximum absorption wavelength)
The maximum absorption wavelength was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, V-560, wavelength range of 300 to 800 nm). The wavelength showing the maximum absorbance in the absorption spectrum was defined as the maximum absorption wavelength.
(極大励起波長・最大発光波長)
極大励起波長・最大発光波長の測定は、蛍光分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製、F−4500)を用いて行い、(励起−発光)3次元測定において発光強度が最大となる発光波長を最大発光波長、最大発光波長の励起スペクトルのうちで発光強度の極大値を示す波長を極大励起波長とした。
(Maximum excitation wavelength / maximum emission wavelength)
The maximum excitation wavelength and the maximum emission wavelength are measured using a fluorescence spectrophotometer (F-4500, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and the emission wavelength that maximizes the emission intensity in the (excitation-emission) three-dimensional measurement is maximized. Among the excitation spectra of the emission wavelength and the maximum emission wavelength, the wavelength showing the maximum value of the emission intensity was defined as the maximum excitation wavelength.
(太陽電池モジュールの作成)
上記で得られた封止シートを20cm×20cmに裁断し、保護ガラスとしての強化ガラス(旭硝子社製:ソライト)、封止シート、太陽電池セル(Qセル社製:Q6LTT3−G2−200/1700−A、結晶シリコン型)、裏面用封止シート(400μm厚EVAシート)、バックシートとしてPETフィルムを載せ、真空ラミネーター(株式会社エヌ・ピー・シー:LM−50x50−S)を用いて、140℃、真空5分、加圧10分の条件でラミネートし、太陽電池モジュールを作製した。
(Solar cell module creation)
The sealing sheet obtained above is cut into 20 cm × 20 cm, tempered glass (manufactured by Asahi Glass Co .: Solite) as a protective glass, sealing sheet, solar cell (manufactured by Q Cell: Q6LTT3-G2-200 / 1700 -A, crystalline silicon type), backside sealing sheet (400 μm thick EVA sheet), PET film as a back sheet, 140 using a vacuum laminator (NPC Corporation: LM-50x50-S) Lamination was performed under the conditions of ° C., vacuum for 5 minutes, and pressure for 10 minutes to produce a solar cell module.
(反射率測定)
得られたサンプルを用い、分光光度計(日本分光社製、V−660)に積分球を取り付けて反射率の測定を行った。得られたスペクトル情報から、各条件におけるシートからの反射光量を評価した。
(Reflectance measurement)
Using the obtained sample, an integrating sphere was attached to a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, V-660), and the reflectance was measured. From the obtained spectrum information, the amount of reflected light from the sheet under each condition was evaluated.
(分光感度測定)
上記太陽電池モジュールの用いて、分光感度測定装置(分光計器社製、CEP−25RR)を用いて測定し、外部量子効率測定を行った。得られたスペクトル情報から、各条件における太陽電池セルの外部量子効率を評価した。
(Spectral sensitivity measurement)
Using the solar cell module, measurement was performed using a spectral sensitivity measuring device (CEP-25RR, manufactured by Spectrometer Co., Ltd.), and external quantum efficiency measurement was performed. From the obtained spectrum information, the external quantum efficiency of the solar battery cell under each condition was evaluated.
(Jsc測定)
上記太陽電池モジュールの分光感度を分光感度測定装置(分光計器社製、CEP−25RR)を用いて測定し、分光感度測定から算出されたJsc値を得た。なお、Jsc値とは、分光感度測定装置によるサンプル測定から得られる分光感度スペクトルと基準太陽光の演算により算出される短絡電流密度をいう。
(Jsc measurement)
The spectral sensitivity of the solar cell module was measured using a spectral sensitivity measuring device (CEP-25RR, manufactured by Spectrometer Co., Ltd.), and a Jsc value calculated from the spectral sensitivity measurement was obtained. The Jsc value refers to a short-circuit current density calculated by calculating a spectral sensitivity spectrum obtained from sample measurement by a spectral sensitivity measuring device and reference sunlight.
下記表3〜7に、得られた各封止材層(封止シート)を用いたときの測定結果を示す。なお、実施例1、比較例1は多層構成封止材層であって、実施例1は化合物Bの層を光源側(入射光側)に配置するものであり、比較例1は化合物Aの層を光源側(入射光側)に配置するものである。また、比較例6は単一層構成の封止材層である。また、出力とは、各実施例・比較例におけるJsc値の、EVA樹脂のみの場合のJsc値に対する増減比率(Jsc向上率)を算出したものである。 The measurement result when using each obtained sealing material layer (sealing sheet) to the following Tables 3-7 is shown. In addition, Example 1 and Comparative Example 1 are multi-layered encapsulating material layers, Example 1 arranges the layer of Compound B on the light source side (incident light side), and Comparative Example 1 shows the compound A The layer is disposed on the light source side (incident light side). Moreover, the comparative example 6 is a sealing material layer of a single layer structure. Further, the output is calculated by calculating the increase / decrease ratio (Jsc improvement rate) of the Jsc value in each example / comparative example with respect to the Jsc value when only EVA resin is used.
測定の結果、表3〜7に示されるように、たとえば、実施例1(2to1)では、同じ封止材を用い、積層順が反対となる比較例1(1to2)の場合よりも、反射率が低くなった。このことから、光源側に向かう封止材A中の化合物Aの発光を化合物Bが吸収し、積分球外部方向への発光に変換しているためと推測される。つまり、実施例1では、封止材からの反射光量を低減できていることがわかった。 As a result of the measurement, as shown in Tables 3 to 7, for example, in Example 1 (2 to 1), the same sealing material is used, and the reflectance is higher than that in Comparative Example 1 (1 to 2) in which the stacking order is opposite. Became lower. From this, it is presumed that the compound B absorbs the light emission of the compound A in the sealing material A toward the light source side and converts it into light emission toward the outside of the integrating sphere. That is, in Example 1, it turned out that the reflected light quantity from a sealing material has been reduced.
また、表3〜7に示されるように、たとえば、実施例1(2to1)では、同じ封止材を用い、積層順が反対となる比較例1(1to2)の場合よりも、太陽電池セルの短絡電流値が高くなった。このことから、本願発明の波長変換型封止材層を用いることにより、上記機構により、より多くの光を太陽電池セルに照射できているためと推測される。さらに、同じ組成物を混合して作製した単一層封止材(比較例2)に比べて、0.4%の短絡電流値の向上が見られ、より高効率に光を太陽電池セルに照射できていることがわかった。 Moreover, as shown in Tables 3 to 7, for example, in Example 1 (2 to 1), the same sealing material is used, and the solar cell is compared with Comparative Example 1 (1 to 2) in which the stacking order is opposite. The short circuit current value became high. From this, it is estimated that more light can be irradiated to the solar cell by the above mechanism by using the wavelength conversion type sealing material layer of the present invention. Furthermore, compared with the single-layer sealing material (Comparative Example 2) produced by mixing the same composition, 0.4% improvement in the short-circuit current value was observed, and the solar cells were irradiated with light more efficiently. I understood that it was made.
1 太陽電池モジュール
10 表面保護層
20 波長変換型封止材層
21 第1波長変換型封止材層
22 第2波長変換型封止材層
23 第3波長変換型封止材層
30 太陽電池セル
40 裏面用封止材層
50 バックシート
61 第1領域
62 第2領域
63 第3領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell module 10 Surface protective layer 20 Wavelength conversion type sealing material layer 21 1st wavelength conversion type sealing material layer 22 2nd wavelength conversion type sealing material layer 23 3rd wavelength conversion type sealing material layer 30 Solar cell 40 Back surface sealing material layer 50 Back sheet 61 1st area | region 62 2nd area | region 63 3rd area | region
Claims (20)
前記第1の有機物は、紫外線を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する有機物であり、
前記第2の有機物は、前記第1の有機物よりも長い波長の光を吸収して、吸収した光より長い波長の光に変換する有機物であり、
入射光が、前記第1領域への到達に先だって、前記第2領域を通過するように配置される、
波長変換型封止材層。 A wavelength conversion type encapsulant layer having a first region containing at least a first organic substance and a second region containing at least a second organic substance,
The first organic material is an organic material that absorbs ultraviolet light and converts it into light having a longer wavelength than the absorbed light.
The second organic material is an organic material that absorbs light having a longer wavelength than the first organic material and converts the light into light having a longer wavelength than the absorbed light.
Incident light is arranged to pass through the second region prior to reaching the first region;
Wavelength conversion type sealing material layer.
[式(1)]
λ1em−80≦λ2ex≦λ1em+100(nm) Said first maximum fluorescence wavelength lambda 1em and the second organic organics maximum excitation wavelength lambda 2EX is characterized in that a relation of the following equation (Equation (1)), one of the claims 1 to 14 The wavelength conversion type sealing material layer of crab.
[Formula (1)]
λ 1em -80 ≦ λ 2ex ≦ λ 1em +100 (nm)
The solar cell is a crystalline silicon solar cell, an amorphous silicon solar cell, a microcrystalline silicon solar cell, a thin film silicon solar cell, a heterojunction solar cell, a multijunction solar cell, a cadmium sulfide / cadmium telluride solar cell, or a CIS system. The solar cell module according to claim 19, which is a thin film solar cell, a CIGS thin film solar cell, a CZTS thin film solar cell, a III-V group solar cell, a dye-sensitized solar cell, or an organic semiconductor solar cell.
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- 2014-07-16 JP JP2014146001A patent/JP2016025108A/en active Pending
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